Ciencias 2 Esfinge

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José Antonio Chamizo Guerrero
Segundo grado
Ciencias 2
Física
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Ciencias 2
Física
José Antonio Chamizo Guerrero
Segundo grado
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Dirección editorial: Francisco Vásquez Ponce
Dirección de arte y diseño: Francisco Ibarra Meza
Dirección editorial educación básica: Leoncio Montiel Mejía
Coordinación editorial Ciencias: Miguel Mejía Aguilar
Coordinación de diseño: Luis Alberto Vega Castillo
Edición: Verónica María López Pérez, Dionné Valentina Santos García, Jacqueline Brieño Alvarez
Diseño de portada e interiores: Francisco Domínguez 
Ilustración de portada: Mauricio Gómez Morin
Revisión técnica: Rosa E. Díaz Sandoval y Patricia Lara Cruz
Diagramación: Daniel Moreno Aguilar, Juana Carlos Micete, Alicia Rivera Monroy, Mayeli Rosas Villar, 
Alma Regato Mendizábal y Luis Alberto Vega Castillo 
Corrección: Mercedes Márquez Baños, Nadia Liliana Ortega Martínez y 
Hugo Fernández Alonso
Jefe de iconografía: Eliete Martín del Campo
Asistentes de iconografía: Claudia Morales Ortiz y Guadalupe Sánchez Cervantes
Ilustraciones de interiores: Jimena Sánchez Sarquiz, Grupo Pictograma y Archivo Esfinge
Trazos, figuras geométricas y gráficas: Daniel Moreno Aguilar
Jimena Sánchez Sarquiz pp. 12, 34, 53, 76, 85, 97, 122, 136, 154, 176, 188, 202, 224 
Grupo Pictograma ilustración pp. 13, 24, 38, 58, 78, 129, 140, 159, 192, 195, 234, 235, 236, 237, 253
Mauricio Gómez Morin (entradas de bloque) pp. 10-11, 74-75, 120-121, 174-175, 222-223 Esfinge 
Fotografía: Shutterstock
Ciencias 2. Física. Serie Terra 
Guía para el maestro
Derechos reservados:
© 2014, Chamizo, José Antonio.
© 2014, Editorial Esfinge, S. de R.L. de C.V. 
Esfuerzo 18-A 
Colonia Industrial Atoto 
Naucalpan de Juárez, 
Estado de México, C.P. 53519
ISBN: 978-607-10-0602-8
La presentación, disposición y demás características de esta obra son propiedad de Editorial Esfinge, 
S. de R.L. de C.V. Queda prohibida la reproducción o transmisión total o parcial, mediante cualquier 
sistema 
o método electrónico o mecánico de recuperación y almacenamiento 
de información, sin la autorización escrita de la editorial. 
Primera edición: 2014
Impreso en México
Printed in Mexico
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Presentación general
Presentación para el profesor
Qué triste sería un átomo en un universo sin físicos, y los físicos están hechos de átomos. Un físico, pues, es el modo que 
tienen los átomos de conocerse a sí mismos.
Keith R. Wald
Como joven del siglo  has heredado, por un lado, los grandes descubrimientos e invenciones del siglo , que son el 
resultado del desarrollo de las sociedades humanas; y por otro lado, también has recibido grandes y complejos proble-
mas. Es probable que te preguntes, en realidad, dónde estás 
Por lo pronto, eres un observador de nuestro mundo, eso hace que percibas el exterior con todos tus sentidos: 
el cielo es azul, aunque la contaminación o unas pesadas, grises y lentas nubes no te dejen apreciarlo; oyes el ladri-
do de un perro, lees este libro mientras te sientas en una silla que, sin que lo sepas, opone una resistencia a tu peso. 
Desde que se aceptó que el calentamiento global es resultado de algunas actividades humanas, te habrás podido 
dar cuenta de que la temporada de lluvias es menos regular (en ocasiones llueve mucho y en otras, muy poco), 
también de que, cuando hace calor, prendes un ventilador, cuyas hélices giran y empujan ese aire que respiras 
profundamente. La Tierra, y tú con ella, giran a varios miles de kilómetros por hora, moviéndose alrededor del Sol. 
El Sistema Solar hace lo propio girando alrededor de la Vía Láctea, a más de medio millón de kilómetros por hora. 
El Universo no es estático, ni ha sido siempre como lo conocemos: se expandió hace miles de millones de años, 
como un globo que se infla rápidamente.
Las respuestas a las interrogantes que son producto de los cambios en el planeta y de lo que aún se desconoce 
del Universo, son difíciles y, sin embargo, no deben dejar de ser divertidas. Por eso, quiero compartir contigo el gusto 
de conocer, explicar e investigar por qué y cómo funciona lo que nos rodea. Espero que muchas de las preguntas que 
te has hecho puedan encontrar respuesta en este libro. ¡Compruébalo! 
José Antonio Chamizo
En 1910, los doctores Moreau y LePrince, cirujanos franceses, ope-
raron a un niño de ocho años, ciego de nacimiento, que padecía 
de cataratas (enfermedad de los ojos caracterizada por la opaci-
dad de una de sus partes). Después de la operación, ansiaban ave-
riguar el estado de su paciente. Cuando pasó el tiempo requerido 
para la cicatrización interna, le quitaron las vendas. Los médicos 
agitaron una mano frente a los ojos del pequeño y le preguntaron 
qué veía, ya sin problema físico alguno. El niño murmuró: “No 
sé”. “¿No ves el movimiento?”, insistieron los especialistas. “No sé”, 
repitió. Los ojos no seguían el lento movimiento de la mano, re-
gistraban sólo un brillo variable. Cuando el chico cayó en la cuen-
ta de que la sombra que percibía era la mano, exclamó con voz 
triunfal: “¡Se mueve!”.
El niño podía sentir el movimiento e incluso oírlo, pero to-
davía debía aprender a verlo. La luz y los ojos no bastaban para 
darle la visión. Al atravesar la pupila de sus ojos, esa primera luz 
no suscitaba el eco de una imagen interior. La luz del día lo llama-
ba, pero la de la mente no respondía desde el interior de los ojos 
abiertos. Las conclusiones que podemos obtener de este ejemplo 
son muy interesantes. En un sentido metafórico, el relato anterior 
sirve para ejemplificar uno de los propósitos del libro: ampliar tu 
visión científica.
El cirujano Moreau escribió: 
Sería erróneo suponer que un paciente que ha recobrado la 
vista mediante una intervención quirúrgica está en condiciones 
de ver el mundo externo. Los ojos, por cierto, adquieren la capa-
cidad de ver, pero el uso de esta capacidad, la cual constituye el 
acto mismo de ver, aún se debe adquirir desde el comienzo mis-
mo. La operación no cumple más función que la de preparar 
los ojos para ver; la educación es el factor más importante […] 
Devolver la vista a una persona ciega de nacimiento es tarea de 
un maestro, no de un cirujano.
3
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La física, ¿es una manera de ver? 
En el presente apartado se precisan algunas de las particulari-
dades de este libro, del curso y de las nuevas características del 
trabajo docente, que consiste en facilitar las condiciones para 
aprender. Podrás advertir que cada sección, comienza con una 
conversación ficticia entre los personajes, con una edad semejan-
te a la de sus alumnos. Evidentemente hay “errores conceptuales” 
y, como han comprobado los profesores, de lo que se trata es 
de conocer estas imprecisiones, para aprender y corregir sobre 
la marcha.
Al término de cada conversación, se plantean diferentes pre-
guntas a los alumnos, a manera de diagnóstico, en las que se pide 
tomar una postura sobre algunos de los conceptos a estudiar. Las 
respuestas serán de utilidad para identificar ideas y determinar 
el grado de conocimientos previos. Al final de las secciones, se 
muestra una actividad llamada “Predigo-Observo-Explico”. Con 
ella se busca, una vez que los estudiantes ya revisaron teórica-
mente el tema, propiciar habilidades experimentales. Las predic-
ciones, observaciones y explicaciones deben hacerse de manera 
individual y, en su posterior revisión, es conveniente que los estu-
diantes participen en equipos de trabajo.
Al final de cada sección hay un apartado llamado “Revisión”, 
el cual comienza con un resumen esquemático y aborda el signi-
ficado de los conceptos a través de tres actividades: 
• Explicación personal.• Búsqueda bibliográfica. 
• Revisión y corrección de la conversación inicial. 
La segunda manera de llevar a cabo una revisión es mediante 
el planteamiento de preguntas, es decir, cuenta la motivación para 
que los estudiantes propongan interrogantes y las respondan. 
Al final de esta sección se presentan una serie de ejercicios 
diversos. En este punto se pide al grupo el diseño y la realización 
de experimentos, junto con la investigación de asuntos relaciona-
dos con la vida cotidiana, como también la discusión de temas 
particularmente complejos, que sinteticen lo aprendido.
Cada sección termina con una autoevaluación. Su cumpli-
miento hará posible que, tanto ellos como usted, reconozcan lo 
aprendido y reflexionen en torno a los temas. Se pide, al final de 
cada bloque, sobre todo en el bloque 5, que los alumnos investi-
guen y compartan sus resultados públicamente. Será el profesor 
quien supervise dichos trabajos.
El Autor
4
Presentación para el alumno
Tanto el curso como el libro que tienes en tus manos están estruc-
turados para que, al final de cada uno de los primeros cuatro blo-
ques, puedas realizar actividades diversas, con la profundidad que 
se requiera y recuperando muchos de los conceptos que apren-
diste durante tu estudio. La sección “Proyecto: imaginar, diseñar 
y experimentar para explicar o innovar” te servirá para formar 
equipos de trabajo que respondan preguntas específicas. Tam-
bién te ayudará a compartir tus resultados con tus compañeros. 
A propósito de aplicar lo aprendido, recuerda que en el bloque 5, 
“Conocimiento, sociedad y tecnología”, investigarás y propondrás 
soluciones a múltiples problemas. Así, al finalizar este libro, habrás 
integrado, no sólo tus conocimientos de física, sino propósitos di-
versos. 
Antes de empezar con los bloques, debes tomar en cuenta 
tres condiciones adecuadas para sacarle mejor provecho a tu 
texto.
La primera tiene que ver con el lenguaje. La física, como las 
demás ciencias (y muchas otras actividades) tiene un lenguaje es-
pecial. De la misma manera que para entender un partido de fút-
bol necesitas conocer lo que significan las palabras “gol”, “penalti”, 
“fuera de lugar” o “saque de esquina”, para iniciarte en la física 
debes conocer el significado de los conceptos más importantes. 
Por ello, cuando te encuentres una palabra cuyo significado des-
conozcas, búscala en diccionarios, enciclopedias o en las entradas 
de glosario, distribuidas a lo largo de este libro (en el texto, los 
términos que se incluyen en color magenta).
La segunda condición se refiere a la manera de estudiar. 
Algunas veces, al leer tus materiales mientras descansas, lo ha-
ces recostado y te quedas dormido. Se recomienda que leas y te 
concentres en el escritorio o mesa de trabajo, y no en la cama. 
La lectura eficiente requiere una atención permanente que no es 
fácil mantener; por ello, no es propio estudiar acostado.
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Para estudiar es conveniente:
• Tener un lugar fijo. Es poco productivo estudiar en dife-
rentes lugares, aunque a veces no haya otra opción.
• Dedicar un tiempo definido. Puede ser una hora des-
pués de comer, o media hora antes de acostarse. Del tiem-
po y la regularidad que le dediques al estudio dependerán 
los resultados del aprendizaje.
• Procurar estudiar sin interrupciones. Estudiar oyendo 
la radio o la televisión confunde y distrae.
Cuando la concentración disminuye, tus ojos recorren la pá-
gina sin entender lo que lees. Aun cuando tengas la intención de 
aprender, tu atención disminuirá, conforme transcurra el tiempo.
En una primera lectura, algunos aspectos pasan inadvertidos, 
por el debilitamiento de la atención. Realizar una sola lectura no 
será suficiente, como regla, para captar la totalidad del contenido 
de una lección, de modo que es aconsejable repasar el material de 
estudio más de una vez. Cuando lo hagas por segunda ocasión, 
asegúrate de reflexionar en torno al contenido e intenta contes-
tarte algunas preguntas que no planteaste en la primera lectura. 
Durante el aprendizaje, en el cerebro se procesa nueva in-
formación y por ello es importante trabajar con estrategias que 
faciliten y contribuyan a un óptimo aprovechamiento. Algunas 
de ellas son:
• Manejo del material. Copiar, subrayar, repasar.
• Organización del material. Agrupar, identificar títulos y 
cuadros.
• Integración del material. Resumir, construir tablas, hacer 
diagramas o mapas conceptuales.
• Procesamiento de la información. Usar la imaginación, 
crear analogías y modelos, relacionar la información nueva 
con la que ya tienes.
Subrayar. Algunos estudiantes encuentran que marcar en el 
libro los puntos más importantes es una ayuda efectiva. Trazar 
líneas con lápiz, identificando lo que para el lector es fundamen-
tal, mantiene la atención alerta y facilita consultas posteriores, así 
como la localización del material significativo; sin embargo, para 
un estudio profundo, este método puede resultar insuficiente, si 
es la única acción.
Resumir. Sintetiza, extrae lo más importante de lo que se lee. 
Es importante y, además, sirve para incrementar el dominio del 
material. Lo que se escribe acerca de la lectura se asimila parcial-
mente; el resumen implica elaboración propia y personal.
Procesar. Se aprende mejor cuando se elabora la información. 
Procesar implica relacionar lo nuevo con lo viejo y esto, a su vez, 
con otros conocimientos mediante analogías. Una forma efectiva 
de aprender es variar los contextos de aprendizaje, acercarse a lo 
que se sabe, desde diversos lugares, después de haber recopilado 
otro tipo de información.
Aunque es el método de aprendizaje menos efectivo, en oca-
siones hay que aprender de memoria.
Si necesitas memorizar algo (que no siempre es lo más reco-
mendable), te recomendamos que:
1. Repases lo que aprendiste diez minutos después de haber 
terminado.
2. Lee un día después lo que aprendiste y, luego, una semana 
más tarde. Esto quiere decir que lo que aprendiste hoy 
debes revisarlo mañana y, luego, la próxima semana. De 
esta manera, lo fijarás en tu mente.
3. Te concentres en entender lo que lees, así tu mente reten-
drá mejor la información. Si sólo repites las palabras me-
cánicamente, en general tu capacidad de aprendizaje será 
menor. Cuando no te quede más remedio que aprenderte 
cosas de memoria, trata de imaginar situaciones diverti-
das alrededor de ellas.
4. Revises frecuentemente lo que estudiaste en intervalos 
adecuados.
La tercera condición, y que parece contradictoria a la anterior, 
pero si lo piensas detenidamente no lo es, tiene que ver con que 
las ciencias no se aprenden a base de repetir listas y fórmulas, 
se aprenden con visitas organizadas a sus mundos (ya que son 
una forma de ver el mundo). El mundo de la física se relaciona 
con la construcción de edificios, el uso de las computadoras, los 
motores de todo tipo, los planetas y las estrellas, la electricidad y 
las telecomunicaciones, por mencionar sólo algunas aplicaciones. 
Sumérgete en este conocimiento con la imaginación; enfrenta las 
dudas y disfruta de la experimentación, que será mucho más 
emocionante que contemplar a distancia. Tu profesor te ayudará 
en este recorrido. Bienvenido a tu curso de Ciencias 2.
El Autor
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Contenido
PRESENTACIÓN GENERAL 3
PRESENTACIÓN PARA EL PROFESOR 3
PRESENTACIÓN PARA EL ALUMNO 4
CONOCE TU LIBRO 8
Bloque I La descripción del movimiento y la 
fuerza 12
1 El movimiento de los objetos 14
Marco de referencia y trayectoria; diferencia entre 
desplazamiento y distancia recorrida 15
Velocidad: desplazamiento, dirección y tiempo 18
Interpretación y representación de gráficas 
posición-tiempo 22
Movimiento ondulatorio, modelo de ondas, 
y explicación de características del sonido 26
Revisión 31
2 El trabajo de Galileo 36
Explicaciones de Aristóteles y Galileo acerca
de la caída libre 37
Aportación de Galileo en la construccióndel conocimiento científico 38
La aceleración: diferencia con la velocidad 40
Interpretación y representación de gráficas:
velocidad-tiempo y aceleración-tiempo 46 
Revisión 52
3 La descripción de las fuerzas en el entorno 55
La fuerza, resultado de las interacciones por contacto 
(mecánicas) y a distancia (magnéticas y 
electrostáticas), representación con vectores 56
Fuerza resultante, métodos gráficos 
de suma vectorial 61
Equilibrio de fuerzas; uso de diagramas 62
Revisión 65
Proyecto: Imaginar, diseñar y experimentar para explicar o 
innovar 67 
¿Cómo es el movimiento de los terremotos o tsunamis 
y de qué manera se aprovecha esta información 
para prevenir y reducir riesgos ante estos desastres 
naturales? 68
¿Cómo se puede medir la rapidez de personas y objetos 
en algunos deportes: por ejemplo, beisbol, atletismo 
y natación? 70
Revisión del bloque 73
Bloque II Leyes del movimiento 76
1 La explicación del movimiento en el entorno 78
Primera ley de Newton: el estado de reposo o 
movimiento rectilíneo uniforme. La inercia y su 
relación con la masa 79
Segunda ley de Newton: relación fuerza, masa y 
aceleración. El newton como unidad de fuerza 79
Tercera ley de Newton: la acción y la reacción; 
magnitud y sentido de las fuerzas 81
Revisión 85
2 Efectos de las fuerzas en la Tierra y en el Universo 87
Aportación de Newton a la ciencia: explicación 
del movimiento en la Tierra y en el Universo 88
Gravitación. Representación gráfica de la atracción 
gravitacional. Relación con caída libre y peso 89
Revisión 96
3 La energía y el movimiento 99
Energía mecánica: cinética y potencial 102
Transformaciones de la energía cinética y potencial 105
Principio de la conservación de la energía 105
Revisión 109
Proyecto: Imaginar, diseñar y experimentar para 
explicar o innovar 112
¿Cómo se relacionan el movimiento y la fuerza con la 
importancia del uso del cinturón de seguridad para 
quienes viajan en algunos transportes? 113
¿Cómo intervienen las fuerzas 
en la construcción de un puente colgante? 115
Revisión del bloque 119
BLOQUE III Un modelo para describir la estructura 
de la materia 122
1 Los modelos en la ciencia 124
Características e importancia de los modelos 
en la ciencia 125
Ideas en la historia acerca de la naturaleza continua 
y discontinua de la materia: Demócrito, Aristóteles y 
Newton; aportaciones de Clausius, Maxwell 
y Boltzmann 126
Aspectos básicos del modelo cinético de partículas: 
partículas microscópicas indivisibles, con masa, 
movimiento, interacciones y vacío entre ellas 129
Revisión 135
2 La estructura de la materia a partir del modelo 
 cinético de partículas 138
Las propiedades de la materia: masa, volumen, 
densidad y estados de agregación 139
Presión: relación fuerza y área; presión en fluidos. 
Principio de Pascal 142
Temperatura y sus escalas de medición 145
Calor, transferencia de calor y procesos térmicos: 
dilatación y formas de propagación 147
Cambios de estado; interpretación de gráfica 
de presión-temperatura 148
Revisión 153
3 Energía calorífica y sus transformaciones 156
Transformación de la energía calorífica 157
Equilibrio térmico 160
Transferencia del calor: del cuerpo 
de mayor al de menor temperatura 160
Principio de la conservación de la energía 162
Implicaciones de la obtención y aprovechamiento 
de la energía en las actividades humanas 163
Revisión 166
6
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Proyecto: Imaginar, diseñar y experimentar para explicar o 
innovar 168
¿Cómo funcionan las máquinas de vapor? 169
¿Cómo funcionan los gatos hidráulicos? 171
Revisión del bloque 174
Bloque IV Manifestaciones de la estructura 
interna de la materia 176
1 Explicación de los fenómenos eléctricos:
 el modelo atómico 178
Proceso histórico del desarrollo del modelo atómico: 
aportaciones de �omson, Rutherford y Bohr; alcances
y limitaciones de los modelos 179
Características básicas del modelo atómico: 
núcleo con protones y neutrones; electrones en órbitas.
Carga eléctrica del electrón 182
Efectos de atracción y repulsión electrostáticas 183
Corriente y resistencia eléctrica. Materiales aislantes
y conductores 184
Revisión 188
2 Los fenómenos electromagnéticos 
 y su importancia 190
Descubrimiento de la inducción electromagnética: 
experimentos de Oersted y de Faraday 192
El electroimán y aplicaciones del 
electromagnetismo 195
Composición y descomposición de la luz blanca 196
Características del espectro electromagnético 
y espectro visible: velocidad, frecuencia, 
longitud de onda y su relación con la energía 198
La luz como onda y partícula 199
Revisión 201
3 La energía y su aprovechamiento 204
Manifestaciones de energía: electricidad 
y radiación electromagnética 205
Obtención y aprovechamiento de la energía. 
Beneficios y riesgos en la naturaleza y la sociedad 208
Importancia del aprovechamiento de la energía 
orientado al consumo sustentable 210
Revisión 213
Proyecto: Imaginar, diseñar y experimentar para explicar o 
innovar 215
¿Cómo se obtiene, transporta y aprovecha 
la electricidad que utilizamos en casa? 215
¿Qué es y cómo se forma el arcoíris? 218
Revisión del bloque 220
BLOQUE V Conocimiento, sociedad 
y tecnología 224
1 El Universo 226
Teoría de “La gran explosión”; evidencias que 
la sustentan, alcances y limitaciones 227
Características de los cuerpos cósmicos: dimensiones, 
tipos; radiación electromagnética que emiten, evolución 
de las estrellas; componentes de las galaxias, entre otras. 
La Vía Láctea y el Sol 228
Astronomía y sus procedimientos de investigación: 
observación, sistematización de datos, uso 
de evidencia. Interacción de la tecnología y la ciencia 
en el conocimiento del Universo 232
Proyecto: Imaginar, diseñar y experimentar para explicar o 
innovar 236
La tecnología y la ciencia en los estilos de vida actual 240
• ¿Cuáles son las aportaciones de la ciencia al cuidado 
y la conservación de la salud? 240
• ¿Cómo funcionan las telecomunicaciones? 241
Física y ambiente 244
• ¿Cómo puedo prevenir y disminuir riesgos ante 
desastres naturales al aplicar el conocimiento científico 
y tecnológico en el lugar donde vivo? 244
• ¿Crisis de energéticos? ¿Cómo participo y qué puedo 
hacer para contribuir al cuidado del ambiente en mi 
casa, la escuela y el lugar donde vivo? 247
Ciencia y tecnología en el desarrollo de la sociedad 248
• ¿Qué aporta la ciencia al desarrollo de la cultura 
y la tecnología? 248
• ¿Cómo han evolucionado la física y la tecnología 
en México? 252
• ¿Qué actividades profesionales se relacionan con la 
física? ¿Cuál es su importancia en la sociedad? 253
Revisión del bloque 254
Apéndice 1 ¿Cómo medir? 255
Apéndice 2 ¿Cómo tratamos de entender 
nuestro mundo? 259
Apéndice 3 ¿Cómo graficar? 261
Apéndice 4 ¿Cómo resolver problemas? 263
Apéndice 5 Formulario 267
Apéndice 6 Respuestas a las preguntas 
de final de bloque 267
Bibliografía 268
Conexiones
¿El movimiento es relativo? 17
Instrumentos musicales 25
El tiempo 46
La fricción también ayuda 83
Los movimientos de los planetas 93
Rendimiento o eficiencia 107
La corona del rey Hierón 133
Refrigeradores 159
Termómetros 164
Superconductividad 186
El magnetismo 191
El horno de microondas 208
Energía solar 209
Recursos energéticos 211
7
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190
2 Los fenómenos electromagnéticos 
y su importancia
• Descubrimiento de la inducción electromagnética: experimentos 
de Oersted y Faraday.
• El electroimán y aplicaciones del electromagnetismo.
• Composición y descomposición de la luz blanca.
• Características del espectro electromagnético y espectro visible: 
velocidad, frecuencia, longitud de onda y su relación con la energía.
• La luz como onda y partícula.
En esta sección estudiaremos:
Conexiones
El magnetismo
La Tierra,un enorme imán
En ciertos aspectos, la Tierra se comporta como un enorme imán 
(fi gura 4.14).
Los polos magnéticos de la Tierra no coinciden con los polos geo-
gráfi cos. El polo magnético en el hemisferio sur se encuentra al sur 
de Australia, mientras que el polo del hemisferio norte se localiza 
aproximadamente a 1 800 km del polo norte geográfi co, en la Bahía 
de Hudson, en Canadá. Por eso las brújulas en realidad no apuntan 
hacia el norte geográfi co de la Tierra. 
A la diferencia entre la orientación de una brújula y el norte geográ-
fi co se le llama declinación magnética.
Figura 4.15 Ejemplo de aplicación de 
pinturas magnéticas.
Pues no quedo convencida. 
Creo que necesitaremos 
estudiar más acerca de la 
electricidad y el magnetismo.
Según recuerdo, 
la electricidad es 
muy parecida al 
magnetismo.
Pues a mí no me quedó tan 
claro. No entiendo cómo la 
electricidad está relacionada 
con el magnetismo.
Bueno, tienen algunas características en 
común, ¿no? En las cargas eléctricas, las 
que son iguales se repelen y las que son 
diferentes se atraen. Lo mismo pasa con los 
polos magnéticos.
Pero por ejemplo, los imanes los puedes 
dividir y siempre tendrás un imán que, por 
minúsculo que sea, conservará un polo norte 
y un polo sur.
Además, el polo norte 
siempre tiene que estar 
acompañado del polo sur.
Así es, y con las cargas puedes tener 
cargas negativas sin necesidad de 
tener cargas positivas.
Bueno, podemos decir 
que son distintos, pero 
están relacionados.
¿Y cómo sabes 
que están 
relacionados?
Porque tienen cosas 
parecidas y porque 
son temas que 
estudiamos juntos.
¿Por un imán circula una corriente 
eléctrica? ¿Qué sucede si acercas una 
pieza de hierro a un cable por donde 
circula corriente eléctrica? ¿Es atraído? 
¿Dentro de un micrófono suceden 
fenómenos eléctricos? ¿Un micrófono 
contiene un imán? ¿Dentro de una 
bocina suceden fenómenos eléctricos 
o magnéticos? ¿Tienen relación la 
electricidad y el magnetismo?
Pinturas magnéticas
Es posible preparar pinturas magnéticas mezclando partículas 
de una sustancia magnética en un líquido. La mezcla se utiliza 
para cubrir cintas magnéticas y grabar datos en los discos de las 
computadoras.
Los bancos usan pinturas magnéticas, además de otros medios, 
para marcar los cheques, de manera que una máquina con un 
detector magnético pueda identificar cheques falsos con facilidad. 
Las tarjetas de crédito utilizan también cintas con pinturas magné-
ticas, para almacenar la información de los usuarios (figura 4.15).
Brújula
En el siglo  se registró en China el uso de la magnetita con fines 
de orientación. Aproximadamente en el año 1 300 fueron registradas las primeras referen-
cias entre los árabes y los europeos. Sin embargo, se cree que los navegantes escandinavos 
fueron los primeros que usaron las propiedades de la magnetita. La primera brújula se 
compuso de una aguja imantada sobre un flotador, y sumergida en un recipiente con agua. 
El uso de este instrumento revolucionó el transporte marítimo, al hacer posible que los 
navegantes viajaran sin requerir ver el cielo nocturno para orientarse. La brújula, en su 
191
Figura 4.14 Entre el polo norte 
geográfi co y el polo norte magnético 
existe un ángulo de declinación.
FÍSICA
Conoce tu libro
v 
Conocimiento, sociedad 
y tecnología
225
Competencias que se favorecen:
 
 Comprensión de fenómenos y procesos naturales desde 
la perspectiva científi ca.
 Comprensión de los alcances y limitaciones de la cien-
cia y del desarrollo tecnológico en diversos contextos.
 Toma de decisiones informadas para el cuidado del 
ambiente y la promoción de la salud orientadas a la 
cultura de la prevención
Aprendizajes esperados:
 Identifi ca algunas de las ideas acerca del origen y evo-
lución del Universo, y reconoce sus alcances y limita-
ciones.
 Describe algunos cuerpos que conforman al Universo: 
planetas, estrellas, galaxias y hoyos negros, e identifi -
ca evidencias que emplea la ciencia para determinar 
algunas de sus características.
 Reconoce características de la ciencia, a partir de los 
métodos de investigación empleados en el estudio 
del Universo y la búsqueda de mejores explicaciones.
 Reconoce la relación de la tecnología y la ciencia, tanto 
en el estudio del Universo como en la búsqueda de 
nuevas tecnologías.
 Aplica e integra conceptos, habilidades, actitudes y valo-
res mediante el diseño y la realización de experimentos, 
investigaciones, objetos técnicos (dispositivos) y modelos, 
con el fi n de describir, explicar y predecir fenómenos y pro-
cesos del entorno.
 Desarrolla de manera más autónoma su proyecto, mostrando 
responsabilidad, solidaridad y equidad en el trabajo colaborati-
vo; asimismo, reconoce aciertos y difi cultades en relación con los 
conocimientos aprendidos, las formas de trabajo realizadas y su 
participación en el proyecto.
 Plantea preguntas o hipótesis que generen respuestas posibles, 
soluciones u objetos técnicos con imaginación y creatividad; asi-
mismo, elabora argumentos y conclusiones a partir de evidencias e 
información obtenidas en la investigación.
 Sistematiza la información y los resultados de su proyecto, comunicándo-
los al grupo o a la comunidad, utilizando diversos medios: orales, textos, 
modelos, gráfi cos y tecnologías de la información y la comunicación.
 Argumenta los benefi cios y perjuicios de las aportaciones de la ciencia y 
la tecnología en los estilos actuales de vida, en la salud y en el ambiente.
224
Conocimiento, sociedad 
y tecnologíaV
Con la finalidad de que sigas paso a paso tu libro, a continuación te presentamos las secciones que lo integran.
Los temas que estudiarás están 
distribuidos en cinco bloques: 
• Número y nombre del bloque.
• Competencias que se favorecen.
• Aprendizajes esperados.
• Conexiones.
 Esta sección establece la 
unión entre lo que se está 
discutiendo en el programa y 
tu vida cotidiana. Contempla 
información histórica, 
relativa al medio natural o de 
productos caseros y, además, 
ponen de manifiesto el carácter 
progresivo, pero inacabado de 
las ideas científicas.
• Preguntas.
 A lo largo de tu libro encontrarás 
este recuadro: contiene preguntas 
que debes intentar responder.
• Sección.
 Se te presentan los temas (los 
contenidos) que la sección aborda.
• Conversación. 
Cuatro jóvenes de tu 
edad discuten a lo 
largo de todo el texto 
diferentes aspectos de 
física. Muchas de las 
preguntas que ellos se 
hacen son contestadas 
en el libro.
8
Book_Ciencia2.indb 8 23/01/14 10:20
• Revisión. 
Actividades en las que se pide 
que conozcas el significado de 
las palabras utilizadas, y que 
trabajes con tu profesor.
82
Exploración
Tenemos otro ejemplo lo tenemos en el remo. En este deporte los atletas aprovechan la tercera 
ley para impulsarse hacia adelante, a medida que introducen los remos en el agua y los empu-
jan sincronizadamente hacia atrás, lo que produce una fuerza igual en dirección contraria
(figura 2.4 b).
Carlos patea un balón de futbol con una fuerza de 90 N. La pelota tiene una masa de 0.5 kg. ¿Con qué 
aceleración sale disparada la pelota?
• ¿Qué se pregunta? La aceleración de la pelota al ser pateada.
• ¿En qué unidades? m/s2
• Datos que tenemos: 
 Fuerza = 90 N
 Masa = 0.5 kg
• Incógnita: a
• Fórmulas que sabemos: De la expresión F = ma, se despeja la aceleración, con lo que tenemos:
 a = 
F
m
 Solución
• Verificación de las unidades. La aceleración se obtuvo en m/s2, lo cual es congruente con lo que se pedía 
originalmente.
En resumen, las tres leyes de Newton dicen:
• Primera. Un cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uni-
forme, si no aparece ninguna fuerza que actúe sobre él.
• Segunda. La magnitud de la fuerza es igual al producto de la masa por la aceleración.
• Tercera. Para cada acción hay una reacción de igual magnitud y en sentido opuesto.
Figura 2.4 El cohete se impulsa 
hacia arriba y la canoa hacia adelante, 
graciasa las fuerzas de igual magnitud 
y sentido contrario involucradas y 
aplicadas sobre diferentes cuerpos.
F
m
90 kgm/s2
0.5 kg
a = = 180 m/s2= 
84
UN COHETE EN MINIATURA: 
EL EFECTO QUE PRODUCEN 
LAS FUERZAS
Con mis compañeros y mi profesor.
Predicción:
• ¿Cómo podría desplazarse la botella sin tocarla?
• Justifica la predicción.
Necesitas:
• Botella de plástico de un litro
• Tapón de hule o corcho, que se ajuste correctamente 
en la boca de la botella 
• 10 popotes
• Agua
• Vaselina (petrolato) 
• Toallas de papel 
• Tabletas efervescentes (o una cucharada de bicarbo-
nato de sodio y tres cucharadas de vinagre)
Procedimiento:
1. Busca una pared y ubícate a un metro de ella; des-
peja el área para trabajar libremente.
2. Vierte 100 ml de agua dentro de la botella de plástico.
3. Unta los lados del tapón con un poco de vaselina 
(o de aceite).
4. Coloca sobre el suelo, paralelos a la pared, los popo-
tes separados unos 5 cm.
5. Deja caer las dos tabletas efervescentes en el agua (o 
el bicarbonato primero y el vinagre después, lo más 
rápido que puedas). 
6. Rápidamente, coloca el tapón en la boca de la bo-
tella y ponla horizontalmente sobre los popotes, 
como se ve en la fi gura 2.7 (precaución: apunta el
fondo de la botella hacia la pared; no te pongas
enfrente por ningún motivo, ni dejes que otro com-
pañero lo haga).
Observación:
• Explica con tus palabras lo que sucede y compáralo 
con tu predicción.
• Comparte tu resultado con el resto de tus compa-
ñeros y tu profesor.
• En esta actividad habrás observado reacciones 
y movimientos en los objetos. ¿También esperas 
comprender algo más? ¿Qué es?
 Predigo-Observo-Explico
Por equipos, consigan una brújula y acérquenla a un aparato que funcione con electricidad 
(primero apagado y luego encendido), por ejemplo, un radio, una televisión o unas bocinas 
grandes. ¿Por qué crees que a veces se mueve la aguja de la brújula? ¿Hay algo que tenga con-
tacto directo con ella y que la desplaza? ¿Qué sucede si la alejas del aparato eléctrico?
Ahora, acerca la brújula a un imán, un metal y distintos plásticos. Con base en tus observacio-
nes, ¿crees que podrías predecir si un aparato tiene alguno de estos elementos en su interior? 
¿Cuál sí los tendría y cuál no? ¿Por qué?
Figura 2.7 Tapa la botella rápida-
mente; colócala sobre los popotes.
Glosario
Electricidad. Término general 
utilizado para referirse a los 
fenómenos relacionados con la carga 
eléctrica, ya sea en movimiento o en 
reposo.
166
1. Sobre el significado de los conceptosón
1.1 Con tus palabras, explica lo que entiendes por los siguientes conceptos: calor, temperatura, energía, vapor, conden-
sación, calor latente, capacidad calorífica.
1.2 Busca su significado en un diccionario y/o enciclopedia, o en internet, en el Diccionario de la Real Academia Espa-
ñola (http://www.rae.es/).
1.3 Revisa la conversación con la que se inicia esta sección. Responde a las preguntas que allí se hacen y, con la ayuda 
de tu profesor, retoma los conceptos y compáralos con los que has estudiado hasta ahora.
2. Para pensar
2.1 ¿Por qué cuando los cerdos tienen calor se enfrían por medio de baños de lodo?
2.2 Escribe tres preguntas que relacionen lo aquí aprendido con tus otras asignaturas de secundaria.
3. Ejercicios
3.1 Después de estudiar este tema, revisa el resumen esquemático del final y analiza con tus compañeros lo que se dice en 
la conversación de la página 156. Con lo que ya aprendieron, constrúyanla de nuevo, en equipos de trabajo, incorpo-
rando las modificaciones que consideren adecuadas. Contesten las preguntas que ahí se plantean.
3.2 A pesar de que el Joule es la unidad de medición en el Sistema Internacional de Unidades, en asuntos relacionados 
 con la alimentación se utiliza la caloría (equivalente a 4.184 J). Convierte los datos de la tabla 3.4 en calorías.
3.3 Consigan los materiales que se solicitan y hagan el siguiente experimento:
Necesitas:
•	 1 caja de cerillos
•	 1 pedazo de alambre de cobre de la misma longitud que un cerillo
•	 1 termo
Procedimiento:
1. Conducción. Un alumno debe tomar el alambre de cobre y poner uno de los dos extremos en contacto con la 
llama del cerillo (figura 3.49 a, en la siguiente página). ¿Qué observan?
2. Radiación. Prendan una vela y acerquen la mano, con cuidado de no quemarse (figura 3.49 b, en la siguiente página). 
¿Cómo sienten su mano?
3. Convección. En un recipiente transparente, su maestro pondrá a hervir agua. ¿Qué tipo de movimiento sigue el 
agua conforme va calentándose?
RESUMEN ESQUEMÁTICO
Revisión
radiación
se transmite a causa de
convección
energía en 
tránsito
energía interna
que define la existencia de 
su transferencia puede ser por
es una 
forma de 
Calor
calor específico propiedades de
los cuerpos 
calor latente
que 
cumple con
Principio de 
conservación 
de energía
diferencia de
temperaturas
conducción
su absorción depende de
El siguiente esquema muestra 
los principales conceptos del 
tema. Revísalo, comparte tus 
dudas con tus compañeros y
expónganlas a su profesor, ya 
que lo utilizarás al final del 
bloque.
FÍSICA
229
Los cuerpos tienen la propiedad de atraerse mutuamente debido a que poseen masa. Las 
estrellas nacen cuando una nube de gases se compacta por efecto de la gravedad. En algu-
nas de las nubes hay sufi ciente materia como para que la fuerza de gravedad haga que la 
nube se colapse; cuando eso sucede se inicia una serie de reacciones nucleares que da lugar 
al nacimiento de una estrella 
Ya que el elemento químico más abundante en el Universo es el hidrógeno, las estrellas al 
formarse también contienen este elemento, el cual, al someterse a las altas presiones que 
existen en los centros de las estrellas, da como resultado que se genere tal fuerza que los 
átomos de hidrógeno se unen formando un átomo con mayor masa, como el helio. Ésta 
es la manera como se forman la mayoría de los elementos químicos en el Universo, incluso 
aquellos de los que nuestros cuerpos están formados. A este proceso se le llama “fusión 
nuclear” debido a que se juntan los núcleos de dos átomos para formar uno más pesado; 
si una estrella tiene una masa lo sufi cientemente grande y energética, gracias a la fusión 
nuclear, puede llegar incluso a formar un núcleo de hierro en su interior. Nuestro Sol es una 
estrella que está más o menos a la mitad de su vida; se estima que se mantendrá fusionando 
átomos de hidrógeno por unos 5 000 000 000 de años más.
Cuando las estrellas ya no tienen material para continuar con la fusión nuclear, comienzan a 
enfriarse y, por lo tanto, la fuerza de gravedad consigue que la estrella se haga más pequeña; 
así, ésta colapsa y, fi nalmente, implota y luego explota produciendo una nube de gas y pol-
vo (supernova), o dependiendo de su masa y campo gravitatorio, al fi nal, puede formarse, 
un agujero negro (si la estrella tiene al menos ocho veces la masa del Sol.
La nube de gas que se produce con la explosión de una estrella tendrá distintas caracte-
rísticas, dependiendo también del tipo de estrella que la formó; por ejemplo, cuando una 
estrella como el Sol muere, la explosión produce una nube de gas del tipo que se conoce 
con el nombre “nebulosa planetaria”; en el centro, ésta se volverá una enana blanca, pero 
si la estrella es muy grande (de al menos ocho veces la masa del Sol), la nube de gas será lo 
que se conoce como “remanente de supernova”.
Todos los elementos que fueron creados en la fusión nuclear que sucedió en las estrellas, 
quedan en las nubes que se forman después de la explosión; de esta manera, los elementos 
químicos que se distribuyen en el Universo, vuelven a formar parte de las nubes gigantes 
donde se forman las estrellas, conformando nuevas estre-
llas y sistemas solares (fi gura 5.6).
La búsqueda de planetas es un área de estudio de la 
astronomía muy importante y hasta ahora se ha llega-
do a confi rmar la existencia de cerca de 900 planetas 
en otras estrellas. Nuestro Sistema Solar es unbuen 
ejemplo de otro tipo objetos que pueden existir en el 
Universo, como los cometas y los planetas enanos. Los 
cometas no son más que objetos formados, en su ma-
yoría por hielo, hierro y roca. Algunos orbitan al Sol con 
trayectoria elíptica, y lo hacen tal y como los plane-
tas; sin embargo, algunos pueden acercarse tanto que 
podemos observarlos a simple vista (fi gura 5.7, en la si-
guiente página). Los cuerpos enanos, como Plutón, son 
objetos que tienen una masa muy baja pero sufi ciente 
para tener una forma esférica bien defi nida, su órbita es 
muy excéntrica y tiene una inclinación muy alta. Figura 5.6 Esquemas de la formación y muerte de las estrellas.
Glosario
Implosión. Compresión del material 
que forma una estrella que concentra 
en el centro la materia y la energía que 
contiene, aumentando su densidad, 
hasta un estado crítico.
• Predigo-Observo-Explico.
Aunque la mayoría de estas 
actividades experimentales 
pueden hacerse de manera 
individual, es conveniente 
que involucres a tus 
compañeros y tu profesor, 
de manera que entre todos 
compartan sus resultados.
• Exploración. Presenta actividades individuales para que 
desarrolles trabajos de investigación, problemas y trabajo 
con gráficas. Plantea temas de reflexión y de discusión. 
9
• Resumen esquemático. 
Establece relaciones 
entre los principales 
conceptos del tema.
Para complementar tu aprendizaje, encontrarás actividades 
en el desarrollo de cada subtema y al final de éste:
• Glosario.
 Definición de los términos o 
conceptos, para que el tema sea 
fácil, accesible. Puedes identificar 
esta sección por su color magenta.
Book_Ciencia2.indb 9 23/01/14 10:20
112 113
Todo proyecto deberá partir de sus inquietudes e intereses, y podrán optar por alguna
de las preguntas sugeridas en esta última parte del bloque, tomar éstas como base y
orientarlas, o bien, plantear otras que hagan posible cumplir con los aprendizajes espe-
rados. También es indispensable planear conjuntamente el proyecto en el transcurso del 
bloque, a fin de poder desarrollarlo y comunicarlo durante las dos últimas semanas de 
cada bimestre. Se sugieren, asimismo, algunas preguntas para orientar la selección del tema 
e integrar lo aprendido mediante el desarrollo de actividades experimentales que sirvan 
para describir, explicar y predecir algunos fenómenos del entorno el movimiento, las fuer-
zas, las leyes de Newton y la ley de gravitación universal, así como su aplicación y aprove-
chamiento en productos técnicos. Para ello se presenta, además, un breve resumen de la 
física involucrada en cada uno de los siguientes temas.
• ¿Como se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del cinturón de 
seguridad para quienes viajan en algunos transportes (figura 2.29)?
• ¿Cómo intervienen las fuerzas en la construcción de un puente colgante (figura 2.30)?
¿Cómo se relacionan el movimiento y la fuerza con la importancia del uso del 
cinturón de seguridad para quienes viajan en algunos transportes?
Reconoce la física
Así como los objetos en reposo se resisten al movimiento, los objetos que se mueven se 
resisten a detenerse o a incrementar su velocidad.
Si se tienen dos objetos, uno de ellos con mayor masa que el otro, 
será mucho más difícil frenar (desacelerar) al que tiene una canti-
dad de masa mayor (figura 2.31). Por ejemplo, si una persona viaja 
en un coche que choca contra una pared, también chocará con
la misma velocidad a la que se movía el coche, es decir, con la 
misma rapidez y dirección (que apunta directamente al parabrisas) 
lo cual puede provocar que el individuo se lastime severamente, a 
no ser que esté bien resguardada por el cinturón de seguridad.
La inercia también tiene que ver con el modo en que los perros 
se secan cuando se han dado un chapuzón: si no hay una fuerza 
que mantenga las gotas de agua en la piel del animal, éstas volarán
hacia fuera, a medida que el perro se sacude. De forma similar, la iner-
cia explica lo que sucede cuando la punta del pie patea una pelota de 
futbol que llega muy rápido, lo que puede provocar dolor.
En general, las personas tardamos 0.2 segundos en reaccionar ante 
un evento (un golpe o una caída). Cuando sucede un accidente 
automovilístico, los acontecimientos suceden a una velocidad 
mayor a la capacidad de reacción de los conductores y pasajeros 
de los vehículos involucrados, lo cual hace prácticamente imposible actuar a tiempo para 
evitar golpear el parabrisas (figura 2.32) y para evitar esto se hace uso del cinturón de 
seguridad. Investigaciones realizadas por compañías de seguros y fabricantes de automó-
viles, empleando autos acelerados que chocan contra paredes y que llevan en su interior 
maniquíes (del tamaño y peso de un conductor adulto) indican 
que, una vez que la defensa de un automóvil es golpeada, pasan 
0.04 s para que la cabeza del conductor golpee el volante y 0.075 
s para que salga proyectado contra el parabrisas. Estos resultados 
sugieren que, dependiendo de la magnitud del choque (que a 
su vez depende de la velocidad del automóvil justo antes de la 
colisión), un segundo después del impacto el conductor puede 
estar muerto y que, si hay pasajeros en la parte trasera, a los
0.15 s éstos habrán golpeado el parabrisas (si todavía queda algo). 
Por ello, usar el cinturón de seguridad cuando uno está sujeto al 
movimiento acelerado es uno de los factores más importantes en 
la seguridad de la persona.
Para desarrollar tu proyecto
0.02 s
0.03 s 0.04 s 0.08 s
0.10 s
b)
a)
Proyecto: imaginar, diseñar y experimentar 
para explicar o innovar
Figura 2.29 Choque preparado con 
maniquíes, para medir tiempos y 
deformaciones en un vehículo.
Figura 2.30 La construcción de puentes ha sido una de las tecno-
logías mejor desarrolladas a lo largo de la historia. Hay muchos tipos 
de puentes y de otras construcciones que se basan en el mismo 
principio físico. ¿Puedes reconocerlas?
Figura 2.31 a) Es fácil detener a una 
mosca; b) es mucho más difícil frenar 
a un toro.
Figura 2.32 Cuadros seleccionados de una película de alta velocidad 
en la que se fi lma un choque.
80
• La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza que 
actúa sobre él. Un balón adquiere mayor aceleración cuando un futbolista profesional le 
aplica toda la fuerza de su patada, que cuando lo patea un bebé. 
La segunda ley de Newton indica la relación que hay entre la fuerza y la masa de un cuerpo 
con la aceleración del mismo, con lo que se deduce que la fuerza se mide en ( kg m
s2
), 
unidad también llamada newton (N), y se expresa en la siguiente ecuación:
fuerza = masa × aceleración
o en símbolos: 
F = ma 
El peso de un cuerpo es la fuerza de atracción que hay entre el cuerpo y la Tierra. Esta 
fuerza puede producir una aceleración de aproximadamente 9.81 m/s2 del cuerpo hacia la 
Tierra, pero también la Tierra se mueve hacia el cuerpo. 
Otra forma de expresar la segunda ley de Newton, cuando la masa es constante, consiste 
en sustituir en la ecuación F = ma la expresión de aceleración que ya vimos, con lo que 
resulta:
 aceleración = cambio de velocidad
cambio del tiempo
entonces: 
fuerza = masa × (cambio de velocidad/cambio del tiempo)
y pasando el cambio del tiempo del otro lado del signo igual podemos ver que: 
fuerza × cambio del tiempo = masa × cambio de velocidad
Ahora bien: cambio de velocidad = velocidad final � velocidad inicial = v
f
 � v
i
 
por lo que también podríamos escribir que:
F t = m (v
f
 � v
i
) = mv
f
 � mv
i
Al producto de la masa por la velocidad se le conoce en física como momento, se refiere a 
cuánto se está moviendo un cuerpo y con cuánta masa. Por ejemplo, en el caso del adulto y 
del niño en bicicleta de la figura 2.1 en la página anterior, a pesar de que los dos van a la misma 
velocidad, el adulto tiene un mayor momento que la bicicleta, porque su masa es mayor. En 
contraste, para que el niño tuviera el mismo momento que el adulto, tendría que moverse 
mucho más rápido.De acuerdo con lo anterior, se puede escribir la segunda ley de Newton de la siguiente manera: 
fuerza × cambio del tiempo = cambio en el momento
En un choque, una fuerza externa detiene al objeto en movimiento (que puede ser un auto-
móvil con sus ocupantes). Cuanto mayor es la fuerza que detiene al objeto, mayor es el daño 
que éste sufre. Para reducir el daño, hay que disminuir la fuerza, lo que quiere decir que en el 
mismo cambio de momento, se debe aumentar el tiempo para detener al objeto. Por ejem-
plo, en un automóvil a 100 km/hr, si se pisa el freno completamente, se provocará un daño 
similar o más cercano a un choque; por el contrario, si se pisa el freno un poco, el tiempo en 
el que se hace el mismo cambio de momento será mucho mayor, por lo que casi no habrá 
daños en el auto ni en sus ocupantes.
TIC
Para que aprendas más 
sobre las leyes de Newton 
te recomendamos visitar 
las siguientes direcciones 
electrónicas: http://
bibliotecadigital.ilce.edu.
mx/sites/ciencia/volumen1/
ciencia2/41/htm/sec_16.html 
y http://recursostic.educacion.
es/newton/web/materiales_
didacticos/dinamica/1Ley.
htm. En esta segunda 
página encontrarás recursos 
interactivos que facilitarán 
tu comprensión de los temas 
tratados (Consultado: 12 de 
noviembre de 2013).
Complementa tus 
conocimientos sobre 
este tema leyendo 
el libro de Richard 
Hammond, ¿Sientes la 
fuerza?, publicado por 
Ediciones SM en 2007. 
Este libro pertenece a la 
Biblioteca Escolar.
más
SABER
PARA
217
2. Investiga la producción de combustibles fósiles de México y del mundo durante los últimos 10 
años.
3. Si la energía se disipa no puede volver a ser utilizada. Identifi ca la manera de evitar esa disipación.
4. Los molinos de viento han sido una fuente de energía desde tiempos inmemoriales. 
Actualmente, se emplean en muchos países, como un procedimiento alternativo en la genera-
ción de electricidad.
La potencia de una turbina de viento depende de estos factores:
• El área que barren sus aspas: A (cuanto más larga el aspa, que representa el radio de un círculo, 
mayor es su área).
• La velocidad del viento: v 
• La efi ciencia de la turbina real = 0.72
• Coefi ciente de potencia Cp = ( 16
47)
• Densidad del aire 
La ecuación que relaciona la potencia ideal de una turbina es:
Potencia ideal = ( 16
47) (1
2) Av3* 
En realidad, la potencia obtenida es:
Potencia real = Potencia ideal ( )*
* Información tomada de: Energías renovables, de Jaime González Velasco.
Las turbinas están diseñadas para trabajar en un intervalo de velocidades de viento. El lí-
mite inferior es de 4 m/s, que es cuando la turbina empieza a generar electricidad. El límite 
superior es de 30 m/s, que es cuando hay que detenerla para que no se rompa. La figura 
4.48 muestra una gráfica de la velocidad del viento en el istmo de Tehuantepec, Oaxaca.
a) ¿Cuál es la velocidad promedio del viento en el Istmo de 
Tehuantepec?
b) ¿Durante cuántas horas al año se experimenta esta veloci-
dad promedio del viento?
c) Si el área que barren las hojas de la turbina es de 100 m2, 
¿cuál es la potencia de la turbina a la velocidad promedio?
d) Si la efi ciencia de la turbina es de 60%, ¿cuál es la potencia 
producida?
e) Investiga los tamaños y las efi ciencias de las turbinas utili-
zadas en otras partes del mundo.
5. ¿Tienen alguna pregunta cuya respuesta quisieran que fuera 
el tema del proyecto? ¿Cuál?
6. De acuerdo con tu profesor, comunica los resultados que 
obtuviste a tus demás compañeros, por medios escritos, 
orales o gráfi cos.
Figura 4.48 Gráfi ca del funcionamiento de la turbina. En el eje horizontal se 
muestra la duración en horas, y en el vertical, la velocidad del viento en m/s.
30
20
10
0
0 2 000 4 000 6 000 8 000
�
�
V
el
o
ci
d
ad
 d
el
 v
ie
n
to
 m
/s
Duración (horas)
Velocidad del viento promedio
Encendido 
de la turbina
Apagado de
la turbina
Gráfica de velocidad del viento
• Proyectos para imaginar, 
diseñar y experimentar. 
En este apartado 
integrarás lo aprendido 
a lo largo del bloque, 
observando fenómenos, 
reconociendo la 
aplicación de la física 
en ellos y resolviendo 
problemas.
• Gráficas e imágenes. 
 Es el complemento visual 
del contenido escrito.
Conoce tu libro
10
• Para saber más: Datos 
curiosos, interesantes o 
sugerencias de libros que 
complementan el tema de 
estudio.
• TIC 
Sugerencias de páginas de 
internet para complementar 
la información desarrollada 
en el libro.
Book_Ciencia2.indb 10 23/01/14 10:20
1111
73
Revisión del bloque
 I. Revisa los resúmenes esquemáticos del bloque y construye, siguiendo las 
instrucciones que de tu profesor, un mapa conceptual. Emplea para ello entre 10 
y 15 de los conceptos que aprendiste en este bloque.
 II. Utilizando algunos de los conceptos anteriores escribe una cuartilla en la que in-
diques la relación entre los mismos y el cuidado del ambiente y la salud a través 
de una cultura de la prevención.
III. Las siguientes preguntas y problemas te permitirán recordar e integrar la física 
que se presentó en este bloque. Con tus compañeros encuentra las respuestas.
1. Hace más de 200 años, el almirante inglés Sir Francis Beaufort diseñó una escala 
de números para medir los efectos del viento en el movimiento de los barcos de 
vela (tabla 1.6). Esta escala aún se utiliza para describir la rapidez del viento a altu-
ras mayores a 10 metros sobre el nivel del mar.
 Identifica qué imágenes (figura 1.77) corresponden a qué números en la escala de 
Beaufort.
Rapidez
Número Descripción km/h Efectos Efectos
0 Calma menos de 2 menos de 1 El humo sube directamente.
1 Aire ligero 2-5 1-3 El humo es desplazado por el viento.
2 Brisa ligera 6-11 4-7 El viento se percibe en el rostro.
3 Brisa 12-19 8-12 Las banderas se extienden.
6 Brisa fuerte 39-50 25-31 No se puede utilizar paraguas.
10 Vendaval 87-102 55-63 Los árboles son arrancados.
12-17 Huracán más de 118 más de 74 Destrucción violenta.
Figura 1.77 Escala de Beaufort.
Tabla 1.6 Escala de Beaufort. 
261
Apéndice 3
¿Cómo grafi car?
1. El propósito de una gráfica es comunicar la información 
de una manera concisa. La gráfica no servirá si los lec-
tores no saben qué representa. Por ello, es conveniente 
ponerle un título.
2. Las gráficas tienen dos líneas perpendiculares que se 
cruzan entre sí: una horizontal (también llamada eje x 
o de las abscisas) y una vertical (también llamada eje 
y o de las ordenadas).
3. Dibuja la gráfica con una regla, y si es posible en papel 
cuadriculado, para que los resultados sean más exactos. 
Procura que la información que ahí se presente sea lo 
más fiel posible a los datos.
4. En los dos ejes que componen una gráfica generalmente 
hay una secuencia de números llamada escala numérica. 
El lugar donde, generalmente, también se cruzan los ejes 
es el inicio de las escalas numéricas en ambos ejes. Los 
números son crecientes de izquierda a derecha, en el eje 
x, y de abajo hacia arriba, en el eje y. Los números de una 
escala no necesariamente deben ser iguales a los de la 
otra. Por convención al eje x se le asigna la variable inde-
pendiente, y al y la variable dependiente. Estas variables 
se establecen a partir de una tabla.
5. Los números de las escalas numéricas generalmente 
identifican cantidades (una cantidad es un número con 
una unidad), siempre hay que colocar las unidades.
6. Usa una escala numérica apropiada. Para esto toma en 
cuenta los siguientes puntos: 
• La gráfica debe tener los datos recolectados.
• La escala tiene que favorecer una buena lectura.
• Las gráficas siempre llevan un título.
• Recuerda que es más fácil leer una gráfica cuando 
los valores de los ejes son números enteros. Mantén 
la misma escala numérica en toda la gráfica. Por 
ejemplo, ¿cuál de las siguientes dos gráficas es inco-
rrecta?
 Sobre los ejes hay que indicar su respectiva unidad de 
medida.
Figura A3.1
Figura A3.2
Figura A3.3
Figura A3.4
y
y
y
y
x
x
x
x
268
Bibliografía
Libros para el alumno
Challoner, J.,La revolución digital, México, Los Libros del Rincón-SEP, México.
Chamizo, J.A., La ciencia, México, -, Los Libros del Rincón, 2004.
De Swaan, B., El inglés de la manzana. Isaac Newton, México, Pangea/Conaculta, 1986.
Delgadillo, J. y Torres F., Geografía de los riesgos, México, Santillana, 2006.
Gallimard, J., Por los caminos del mundo, México, Los Libros del Rincón-SEP, 2006.
Gamow, G., Biografía de la física, México, Alianza Editorial, 1990.
García, H., La cacería de lo inestable, Marie Curie, México, Pangea, 1993.
Gasca, J, (Ed.), Fuerzas físicas, México, Ediciones Culturales Internacionales-, Los Libros del 
Rincón, 2003.
Langley, A., Desastres naturales, México, Altea,. 2006
Lozano, J.M., Cómo acercarse a la física, México, Conaculta, 1996.
Martín, P., Mensajeros al cerebro. Nuestros fantásticos sentidos, México, - de Los Libros del 
Rincón, 1995.
Navarrete N., Atlas básico de tecnología, México, Los Libros del Rincón-SEP, 2005.
Norena, F., Física de emergencia, México, Pangea, 1995.
Parisi, A., El hilo conductor, Barcelona, Oniro, 2006.
Tola, J., Atlas básico de astronomía, Barcelona, Paramón, 2005.
Valek, G., Los volcanes, México, Los Libros del Rincón-SEP, 2005.
Van Dulken, S., Inventos de un siglo que cambiaron al mundo, Océano, Barcelona, Los Libros del 
Rincón, 2003.
Sitios web para el alumno
http://cenapred.gob.mx/es/
Realiza y coordina investigaciones sobre el origen, comportamiento y consecuencias de los 
fenómenos naturales y antropogénicos causantes de desastres, para disminuir del riesgo de 
desastres, prevenir, alertar y fortalecer la cultura de protección civil (Consultado: 12 de noviembre 
de 2013).
http://espanol.weather.com/
Página con informes y mapas climáticos (Consultado: 12 de noviembre de 2013).
• Apéndices. Te ayudarán a 
profundizar en los temas que 
verás a lo largo de este libro.
• Revisión del bloque.
• Bibliografía. 
 En esta sección se proporciona 
una lista de publicaciones y sitios 
web (tanto para el alumno como 
para el maestro) para ampliar el 
conocimiento.
• Apéndices. Te ayudarán a 
profundizar en los temas que 
• Revisión del bloque.
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12
La descripción del 
movimiento y la fuerzaI
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13
Competencias que se favorecen a lo largo 
del libro:
 Comprensión de fenómenos y procesos naturales desde la 
perspectiva científica.
 Comprensión de los alcances y limitaciones de la ciencia 
y del desarrollo tecnológico en diversos contextos.
 Toma de decisiones informadas para el cuidado del 
ambiente y la promoción de la salud orientadas a la cultura 
de la prevención.
Aprendizajes esperados:
 Interpreta la velocidad como la relación entre desplaza-
miento y tiempo, y la diferencia de la rapidez, a partir de 
datos obtenidos de situaciones cotidianas.
 Interpreta tablas de datos y gráficas de posición-tiempo, 
en las que describe y predice diferentes movimientos a 
partir de datos que obtiene en experimentos y/o de si-
tuaciones del entorno.
 Describe características del movimiento ondulatorio 
con base en el modelo de ondas: cresta, valle, nodo, 
amplitud, longitud, frecuencia y periodo, y diferencia el 
movimiento ondulatorio transversal del longitudinal, en 
términos de la dirección de propagación.
 Describe el comportamiento ondulatorio del sonido: tono, 
timbre, intensidad y rapidez, a partir del modelo de ondas.
 Identifica las explicaciones de Aristóteles y las de Galileo 
respecto al movimiento de caída libre, así como el contex-
to y las formas de proceder que las sustentaron.
 Argumenta la importancia de la aportación de Galileo en 
la ciencia como una nueva forma de construir y validar el 
conocimiento científico, con base en la experimentación y el 
análisis de los resultados.
 Relaciona la aceleración con la variación de la velocidad en si-
tuaciones del entorno y/o actividades experimentales.
 Elabora e interpreta tablas de datos y gráficas de velocidad-tiem-
po y aceleración-tiempo para describir y predecir características 
de diferentes movimientos, a partir de datos que obtiene en expe-
rimentos y/o situaciones del entorno.
 Describe la fuerza como el efecto de la interacción entre los objetos 
y la representa con vectores.
 Aplica los métodos gráficos del polígono y paralelogramo para la 
obtención de la fuerza resultante que actúa sobre un objeto, y describe 
el movimiento producido en situaciones cotidianas.
 Argumenta la relación del estado de reposo de un objeto con el equilibrio 
de fuerzas actuantes, con el uso de vectores, en situaciones cotidianas.
 Trabaja colaborativamente con responsabilidad, solidaridad y respeto en la 
organización y desarrollo del proyecto.
 Selecciona y sistematiza la información que es relevante para la investigación 
planteada en su proyecto.
 Describe algunos fenómenos y procesos naturales relacionados con el movi-
miento, las ondas o la fuerza, a partir de gráficas, experimentos y modelos físicos.
 Comparte los resultados de su proyecto mediante diversos medios (textos, 
modelos, gráficos, interactivos, entre otros).
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14
1 El movimiento de los objetos
• Marco de referencia y trayectoria; diferencia entre desplazamiento 
y distancia recorrida.
• Velocidad: desplazamiento, dirección y tiempo.
• Interpretación y representación de gráficas posición-tiempo.
• Movimiento ondulatorio; modelo de ondas; explicación de características del 
sonido.
En esta sección estudiaremos:
Espérense, 
me estoy mareando. 
Mejor me quedo 
quieta un rato para 
que se me pase.
…y olvídate de que 
te estás moviendo, 
para que se te quite 
el mareo.
Si tuviéramos la 
tecnología apropiada, desde 
el espacio se podría observar el 
movimiento de rotación de la 
Tierra. Con ella, Berenice se está 
moviendo, al igual que todos 
nosotros.
¡Claro! Nosotros vemos 
a Berenice quieta, pero 
imagínate, si fuera posible, 
un astronauta en la Estación 
Espacial Internacional: vería a 
Berenice moviéndose.
Sí. Es como el ejemplo que 
nos pusieron en la clase: 
si estoy en un tren y paso 
frente a unas personas, yo 
las veo moverse y ellas me 
ven moverme.
Sí. Respira profundo 
y deja de moverte. 
Ahorita se te pasa.
Puede quedarse
quieta. Sin embargo, no
necesariamente se deja 
de mover.
No entendí.
Así que, Berenice 
siéntate, respira…
¿Cómo es 
eso?
¿Qué otros movimientos 
(externos) Berenice no 
siente pero sí existen? 
¿Tú los sientes? ¿Supones 
que el astronauta se está 
moviendo? Si pudieras 
ver al astronauta desde tu 
lugar, ¿observarías que se 
mueve?
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FÍSICA
15
¿Podrías dar ejemplos de 
movimientos rectilíneos y 
curvilíneos?
Marco de referencia y trayectoria; diferencia 
entre desplazamiento y distancia recorrida
Por medio de nuestros sentidos (vista, oído, olfato, gusto y tacto), conocemos el mundo 
en el que nos encontramos.Toda la información proveniente de los sentidos se concentra 
en el cerebro y, de ellos, tres nos permiten identificar cuándo se mueve un objeto, ya que 
lo podemos ver, oír o sentir. Así, podemos ver cuando un avión se mueve en el cielo u oír 
una ambulancia que se acerca. También tenemos la posibilidad de sentir una mosca que 
camina por nuestro brazo.
Por movimiento entendemos el cambio de posición de un objeto 
en un tiempo determinado, respecto a un punto de referencia. Dicho 
punto, también llamado marco de referencia, es un espacio, sitio o 
lugar determinado que definimos para saber si algo se mueve o no. 
Por ejemplo, en la figura 1.1 la persona que observa a las dos jóvenes alejarse 
en la bicicleta podría ser considerada, temporalmente, como un punto de 
referencia, porque permanece en un mismo lugar mientras las chicas se 
alejan; ellas se mueven porque cambian de lugar respecto a la persona que 
está en su sitio observándolas. Las dos personas en la bicicleta se ven en 
reposo, una respecto a la otra, tomando como referenciala bicicleta.
Cualquier objeto en movimiento es denominado móvil. En algunas ocasiones se simpli-
ficará la definición, considerando al móvil como un punto, partícula o partícula puntual; 
esto se hace con el fin de no tomar en cuenta todas las variables que intervienen en el 
movimiento. Por ejemplo, si estudiamos un tren que recorre una vía de una ciudad a otra, 
pensando en que cada pasajero que viaja en él se mueve, y que tiene una masa, resultaría 
muy difícil determinar ciertos datos, así que se piensa en una partícula que tiene su masa 
concentrada en un punto y esto facilita mucho los cálculos.
En física, para determinar con mayor precisión la posición de un móvil, se utilizan las coor-
denadas cartesianas, las cuales estudiaste en tus cursos de matemáticas, y que se ubican 
en un plano cartesiano respecto al origen. Como consecuencia del cambio de posición 
de un móvil (su movimiento) se genera un recorrido, mismo que se define con una línea 
conocida como trayectoria. 
Dependiendo de su forma, el movimiento puede ser:
• Rectilíneo. Si la trayectoria describe una línea recta.
• Curvilíneo. Si la trayectoria describe una línea curva, y éste puede a su vez considerarse 
como:
• Circular y elíptico. Cuando su trayectoria es cerrada. Recuerda que una elipse es 
como una circunferencia con un diámetro alargado.
• Parabólico. Cuando la trayectoria es abierta, se registra un movimiento similar al que 
describe una bola de béisbol cuando es bateada o al de un balón cuando es pateado.
Para describir con mayor exactitud el movimiento de un cuerpo, es necesario distinguir 
entre dos términos, que en lenguaje cotidiano suelen confundirse: distancia recorrida y 
desplazamiento. 
Figura 1.1 El movimiento se percibe 
de manera diferente, dependiendo 
del marco de referencia.
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16
Desplazamiento
Posición 1
Casa 
de Berenice
(A)
Posición 2
Escuela
(B)
Trayectoria
x
y
En matemáticas, la distancia se define como el segmento comprendido entre dos puntos, 
por ejemplo, de la puerta de tu casa a la acera de enfrente. Para la física es importante definir, 
además de la distancia recorrida, cuál es la suma de las medidas de los segmentos rectilíneos 
(o distancias) que conforman una trayectoria o recorrido. Considera la figura 
1.2, que muestra un mapa que indica la trayectoria entre la casa de Berenice 
y su escuela. Todas las mañanas, ella tarda 10 minutos en ir de su casa a la 
escuela. Si estuvieras parado en el parque observando los recorridos de Bere-
nice, podrías darte cuenta de que camina una distancia de 400 metros (75 m, 
200 m, 75 m, 50 m). Para llegar a su escuela, Berenice no camina los 400 m en 
línea recta, sino que primero viaja hacia el oeste 50 m, luego al norte 75 m, 
posteriormente al este otros 200 m, y hacia el sur los últimos 75 m. Pero, como 
puedes ver en el mapa, ella se encuentra a 150 m de su casa cuando está en 
la escuela. La distancia recorrida (la medida de la trayectoria descrita) por 
Berenice es de 400 m, pero la magnitud del desplazamiento, es en realidad, de 
sólo 150 m medidos en línea recta (marcado en morado en el mapa).
La distancia recorrida es una cantidad escalar, porque no se considera la dirección en la que 
se lleva a cabo un movimiento.
El desplazamiento se refiere al cambio de posición de un cuerpo, del punto de 
partida al punto de llegada, sin importar la trayectoria recorrida, de ahí que el 
desplazamiento de Berenice sea de 150 m, aunque en su trayectoria haya reco-
rrido 400 m, pues los 150 m equivalen a la magnitud del tramo comprendido 
entre su casa y su escuela. El desplazamiento se suele expresar como Δx, donde Δ 
(delta) simboliza la diferencia entre la posición final y la inicial (x2
–x
1
). El punto de 
partida (x1
) es la casa, el punto de llegada, (x
2
) es la escuela; como entre estos dos 
puntos hay 150 m, se dice que x2
–x
1
 = 150 m. Si Berenice hubiera ido a su escuela 
y, llegando ahí, notara que se le olvidó la tarea y regresara a su casa por ella (por 
la misma ruta señalada en rojo), su desplazamiento sería cero, pues su punto de 
partida (x1
) y de llegada (x
2
) son los mismos, aunque hubiese recorrido 800 m.
La figura 1.3 marca gráficamente la trayectoria de Berenice y su desplazamiento, ubicando 
en el plano cartesiano la posición inicial, que es la casa, y la posición final, la escuela. El 
punto de referencia es donde está el origen del plano, que es el parque, donde se supone 
que te encuentras tú observando los movimientos de Berenice.
Recuerda: el desplazamiento es una cantidad vectorial, para ser definida debe especificarse 
su magnitud dirección y sentido. En este ejemplo de la ruta de Berenice, el desplazamiento 
es de 150 m al este.
Es importante mencionar que medir es comparar dos magnitudes de la misma especie 
entre sí, usando una de ellas como patrón de referencia. Las unidades de medida o 
patrones son aquellos valores conocidos y definidos que sirven como base o referencia 
para expresar otras magnitudes. Se distinguen por ser accesibles, reproducibles y no 
depender de quien los use. 
Un sistema de unidades es un grupo o conjunto de unidades de medida; entre ellos se 
cuenta el sistema inglés, que es utilizado en algunos países de habla inglesa, como los 
Estados Unidos de América; sin embargo, el más usado ampliamente, sobre todo en 
el ámbito científico, es el Sistema Internacional de Unidades (SI), que fue adoptado en 
1960 en una reunión celebrada en Ginebra, Suiza. Este sistema define siete cantidades 
Figura 1.2 Representación de una 
ruta en un mapa identificando 
la trayectoria (en rojo) y el 
desplazamiento (en morado). 
Figura 1.3 Representación de la tra-
yectoria y desplazamiento recorridos 
por Berenice en el plano cartesiano.
Parque
Magnitud
de desplazamiento
150 m
Casa de
Berenice
(A)
Escuela
(B)
75 m
200 m
75 m
50 m
N
S
O E
Glosario
Patrón. Material o sistema de medida 
destinado a definir, realizar, conservar 
o reproducir una unidad, para que 
sirva de referencia en una medición.
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FÍSICA
fundamentales (que como característica fundamental no requieren de otras para ser 
expresadas) y sus unidades: 
Longitud: metro (m).
Masa: kilogramo (kg).
Tiempo: segundo (s).
Temperatura: kelvin (K).
Intensidad de corriente eléctrica: ampere (A).
Intensidad luminosa: candela (cd).
Cantidad de materia: mol (mol).
Si necesitas más información, puedes consultar el apéndice 1, de la página 255.
Las cantidades derivadas se definen en términos de las fundamentales; ejemplo de 
lo anterior es el área, que se obtiene multiplicando longitud por longitud. Conforme 
avances en el estudio de esta asignatura, conocerás más cantidades derivadas. La 
conversión de unidades consiste en transformar una medida definida en un sistema a 
otro, y para hacerlo es necesario hacer unas sencillas operaciones aritméticas que se 
explicarán más adelante.
Conexiones
¿El movimiento es relativo?
El movimiento es relativo (por ejemplo, el de la Tierra respecto al Sol); y es preciso estable-
cer cuál es el punto que sirve como referencia para determinar la posición de un cuerpo 
(figura 1.4). En el Universo todo se mueve, hasta los objetos que aparentemente están en 
reposo, como las montañas, que se mueven en relación con el Sol y las estrellas. Cuando se 
hace referencia al movimiento de cualquier objeto, siempre se toma a otro como referencia. 
Las hojas de los árboles se mueven respecto al suelo cuando el viento las 
agita, pero no necesariamente respecto a la rama a la cual están directa-
mente unidas. Cuando decimos que un trasbordador espacial se eleva a 8 
kilómetros por segundo, damos por entendido que lo hace con respecto 
a la Tierra. 
A no ser que se aclare en alguna situación específica, cuando tratemos el 
movimiento de los objetos, lo haremos respecto a la superficie de la Tierra; 
éste será nuestro marco de referencia general. Un sistema de referencia es, 
precisamente, un lugar establecidoen relación con el cual se miden las 
posiciones de los objetos en determinada situación. Para que este sistema 
esté completo, es necesario establecer también a partir de qué instante 
se mide el tiempo. Por ejemplo, los estudios sobre el movimiento de los 
planetas, tomando la Tierra como referencia, sirven cuando se quiere enviar 
una sonda de exploración planetaria (como la Galileo o la Pathfinder). 
En este caso, los científicos deben predecir con exactitud la posición de 
los planetas, considerando que todos se mueven en, por lo menos, dos 
formas: traslación y rotación.
Figura 1.4 Desde la Tierra, los seres humanos vemos al Sol 
cambiando de posición en el horizonte, lo cual hizo que 
durante muchos siglos se creyera que el Sol y los planetas 
giraban alrededor de la Tierra. El estudio del movimiento de 
los cuerpos celestes hizo que personajes como Galileo Galilei, 
Tycho Brahe, Giordano Bruno, Johannes Kepler, Isaac Newton 
y Nicolás Copérnico establecieran un nuevo marco 
de referencia: el del Sol como centro del Sistema Solar. 
17
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Como resultado de las investigaciones sobre traslación ha sido posible acercar las sondas 
espaciales al planeta deseado. Por otro lado, el estudio de la rotación, ha servido para colocar 
estas naves en su superficie. Por tanto, tratar de enviar un cuerpo a un planeta desde la Tierra, 
sin estos conocimientos, es como querer pegarle con una resortera a un mosquito que se 
encuentra a 50 metros, porque un planeta es un blanco muy distante y en continuo movi-
miento. Para planear la trayectoria del cohete, con el propósito de enviar la sonda explorato-
ria, los responsables de la misión deben conocer la posición del planeta sobre su órbita, así 
como el día en que se espera la llegada de la nave. Esto es posible gracias al estudio de las leyes 
de Newton y de Kepler, que describen el movimiento de los planetas y establecen sus perio-
dos de rotación. También es importante tomar como referencia nuestro propio periodo de 
traslación alrededor del Sol, aspecto que analizaremos un poco más adelante.
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Velocidad: desplazamiento, dirección y tiempo
Cuando un cuerpo se mueve, recorre cierta distancia y para hacerlo emplea un determinado 
tiempo. Al cociente entre la distancia recorrida y el tiempo transcurrido para recorrerla se le 
conoce como rapidez promedio:
Rapidez promedio = distancia recorrida (en metros)
 tiempo (en segundos)
La rapidez es una magnitud derivada; en el Sistema Internacional se mide en metros sobre 
segundo (m/s), pero también puede expresarse en kilómetros por hora (km/h), centímetros 
por segundo (cm/s) o millas/hora. Por lo general, los cuerpos no tienen rapidez constante; 
esto es porque en su recorrido detienen, disminuyen o aumentan su rapidez y, por ello, si en 
un momento determinado se quiere conocer la rapidez de un móvil, lo que se está obte-
niendo es la rapidez instantánea, que es lo que miden los “velocímetros” de los automóviles. 
Por ejemplo, cuando se dice que la rapidez de un coche es 60 kilómetros por hora, quiere 
decir que recorre 60 km en una hora (aquí, el termino “por” ya no indica multiplicación, 
sino que es la manera abreviada de decir “por cada”).
La rapidez promedio de Berenice para ir de su casa a la escuela, tomando en cuenta que 
tarda 10 minutos hacer el recorrido y que esos 10 minutos equivalen a 600 segundos (puesto 
que 1 minuto es igual a 60 segundos), es de:
Rapidez promedio = distancia recorrida (en metros) = 400 m
 tiempo (segundos) 600 s
Rapidez promedio = 0.66 m
 s
Cuando describimos algunos fenómenos y recurrimos a expresar ciertas medidas, como 
la temperatura, la longitud, la masa o el tiempo, simplemente indicamos su magnitud 
Te recomendamos 
leer Maravillas 
y misterios de la 
ciencia; un libro que 
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científica, pues ofrece 
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Londres, Usborne y es 
parte de los Libros del 
Rincón.
más
SABER
PARA
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FÍSICA
19
Exploración
(o tamaño) y su unidad. Estas cantidades se conocen como escalares y se suman, restan, 
multiplican y dividen aritméticamente. Por ejemplo 20 m, 40 s, 15 kg. 
Sin embargo, existen otras cantidades que para definirse necesitan, además de la dirección, 
del sentido en el que se mueven, tal es el caso de la velocidad, la fuerza, la aceleración y 
el desplazamiento, entre otras. Estas cantidades se conocen como vectoriales y, como su 
nombre lo indica, se expresan como vectores que se representan con flechas, cuya punta 
indica el sentido, su tamaño, la magnitud; su dirección se determina por el ángulo que 
hace con el eje de las x, cuando se representa en un plano cartesiano. Los vectores o can-
tidades vectoriales, para ser sumadas o restadas, requieren de ciertas operaciones que no 
obedecen a reglas aritméticas simples (para saber más, consulta la página 61). La rapidez 
es una cantidad escalar, al igual que la distancia recorrida, mientras que la velocidad (como 
veremos en seguida) es una cantidad vectorial, al igual que el desplazamiento.
Al graficar en un eje la magnitud de la distancia recorrida y en el otro el tiempo, se 
puede obtener la rapidez. Así, de manera general, es posible encontrar la rapidez 
para tres objetos cualesquiera (A, B y C), como se muestra en la gráfica de la figura 
1.5. Las distancias que estos objetos recorren varían uniformemente con el tiempo; 
es decir, los tres se mueven con rapidez constante, lo que no quiere decir que sea 
la misma, sino que cada móvil tiene su propia rapidez, que mantiene a lo largo de 
todo el tiempo que se mueve. Su rapidez se muestra en la tabla 1.1. Complétala en 
tu cuaderno, obteniendo los valores que faltan en los cuadros.
Tabla 1.1 Tres objetos con rapidez constante.
Para el objeto A Para el objeto B Para el objeto C
rapidez = 9 m 
 3 s 
rapidez = 6 m 
 5 s 
rapidez = 3 m 
 7 s 
Con base en la figura anterior responde: ¿cuál de los cuerpos recorre una mayor distancia en menos 
tiempo? ¿Cuál de los tres es el más rápido, toda vez que la distancia que recorre es mayor y lo hace en 
menos tiempo? 
D
is
ta
n
ci
a 
re
co
rr
id
a 
(m
)
Tiempo (s)
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0 1 2 3 4 5 6 7
A
B
C
Gráfica de 
distancia recorrida contra tiempo
Figura 1.5 Gráfica de la rapidez.
La rapidez promedio y la rapidez instantánea son diferentes. La primera se obtiene en 
todo un recorrido que se hizo durante cierto tiempo, mientras que la segunda se refiere a 
la que hay en cada momento del recorrido. Por ejemplo, si quieres hacer un recorrido en 
autobús a cierta ciudad, podrías saber cuánto tiempo tardarás, si conoces cuál será la rapi-
dez promedio (que en la mayoría de los autobuses de pasajeros es aproximadamente de 
95 km/h), así como la distancia a la que está el lugar de tu destino. Sin embargo, esa rapidez 
varía durante el recorrido, ¿has notado que hay una alarma en los autobuses que indica 
El cuerpo A recorre una distancia mayor en menos tiempo y es más rápido y recorre la distancia en menor tiempo.
rapidez = 3 m 
 s 
rapidez = 1.2 m 
 s 
rapidez = 0.43 m 
 s 
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20
cuándo se ha sobrepasado el límite permitido? Esto significa que la rapidez instantánea 
del autobús cambia, según lo despejada que esté la carretera. Ahora, si indicáramos que el 
autobús va a 95 km/h en dirección sur, estaríamos describiendo una de las características 
que definen al vector velocidad, las cual será precisada más adelante.
Es común que también se confundan los términos de rapidez y velocidad, sin embargo, la 
rapidez es la magnitud del vector velocidad; cuando la magnitud del desplazamiento coin-
cide con la distancia recorrida, se trata entonces de un movimiento rectilíneo uniforme. 
Por otro lado, la velocidad promedio o media es el desplazamiento de un móvil