2.- ¿Qué descubrió Benjamín Franklin acerca del rayo, en su experimento famoso con la cometa en una tormenta de rayos?

3.- ¿Qué es un rayo catódico?

4.- ¿Qué propiedad de un rayo catódico se puede ver cuando se acercan cargas eléctricas y magnéticas al tubo?

5.- ¿Qué descubrió J. J. Thomson acerca de los rayos catódicos?

6.- ¿Qué descubrió Robert Millikan acerca del electrón?

7.- ¿Qué descubrió Ernest Rutherford acerca del átomo?

8.- ¿Cuál fue el destino de la gran mayoría de las partículas alfa dirigidas hacia la hoja de oro en el laboratorio de Rutherford?

9.- ¿Cuál fue el destino de una fracción diminuta de las partículas alfa, lo que asombró a Rutherford?

10.- ¿Por qué decimos que los materiales en nuestro mundo son “espacio vacío” en su mayor parte?

2.- ¿Qué explicó por primera vez el movimiento browniano y demostró de modo convincente la existencia de los átomos?

3.- Según Richard Feyman ¿cuándo se atraen los átomos entre si y cuándo se repelen?

4.- ¿Cuántos elementos se conocen (o se conocían cuando este libro salió de la imprenta)? ¿Cuántos de ellos se encuentran en la naturaleza?

5.- El hidrógeno, ¿es un átomo o un elemento?

6.- ¿Dónde se originan los elementos más pesados que el hidrógeno?

7.- ¿Cuáles son los cuatro elementos más comunes en los seres vivientes?

8.- ¿Cómo se compara la cantidad aproximada de átomos en el aire que hay en tus pulmones con la cantidad de respiración de aire en la atmósfera de todo el mundo?

9.- ¿Qué propósito tiene un modelo en la ciencia?

10.- ¿Por qué los átomos no se pueden ver con un microscopio óptico poderoso?

2.- Un avión vuela horizontalmente con una rapidez de 1000 km/h (280 m/s), cuando se le cae un motor. Sin tener en cuenta la resistencia del aire, el motor tarda 30 s en llegar al suelo. a) ¿A qué altitud vuela el avión? b) ¿Qué distancia horizontal recorre el motor mientras cae? c) Si el avión siguiera volando como si nada hubiera pasado, ¿dónde está el motor, en relación con el avión, cuando llega al suelo?

3.- Una bala de cañón es disparada con una velocidad inicial de 141 m/s a un ángulo de 45º. Describe una trayectoria parabólica y hace blanco en un globo, en la cúspide de su trayectoria. Sin tener en cuenta la resistencia del aire, ¿qué rapidez tiene la bala al pegarle al globo?

4.- Los alumnos de un laboratorio miden la rapidez de un balín de acero, lanzado horizontalmente desde una mesa, y resulta ser de 4.0 m/s. Si la tabla de la mesa está a 1.5 m sobre el piso. ¿Dónde deben poner una lata de café de 20 cm de altura para atrapar el balín cuando caiga?

5.- Juan y María ven desde un balcón de 80 m de altura una alberca abajo; no exactamente abajo, sino a 20 m del pie de su edificio. Se preguntan con qué rapidez deben saltar horizontalmente para poder llegar a la alberca. ¿Cuál es la respuesta?

6.- Sin tener en cuenta la resistencia del aire, ¿cuál es la rapidez máxima posible para que una pelota de tenis que se mueva horizontalmente al pasar sobre la red de 1.0 m de alto caiga dentro del borde del campo, a 12.0 m de distancia de la red?

7.- Calcula el tiempo en el aire de una persona que se mueve 3 m horizontalmente durante un salto de 1.25 m de alto. ¿Cuál es su tiempo en el aire si se mueve 6 m horizontalmente durante este salto?

8.- Calcula la rapidez en m/s con la que gira la Tierra alrededor del Sol. Puedes suponer que su órbita es casi circular.

9.- La Luna está a unos 3.8 x 10 a la quinta km de la Tierra. Calcula su rapidez orbital promedio.

10.- Un satélite tiene una energía cinética de 8000 millones de joules en su perigeo (el punto más cercano a la Tierra) y 5000 millones de joules en su apogeo (el punto más alejado de la Tierra). Cuando el satélite va del apogeo al perigeo, ¿cuánto trabajo ejerce sobre él la fuerza gravitacional de la Tierra? Su energía potencial ¿aumenta o disminuye durante ese tiempo, y cuánto?

2.- Si detuvieras un satélite terrestre hasta inmovilizarlo en su órbita, simplemente se estrellaría con la Tierra. Entonces ¿por qué los satélites de comunicaciones que están suspendidos sobre el mismo lugar de la Tierra no se estrellan en ella?

3.- En una explosión accidental, un satélite se rompe a la mitad al estar en órbita circular en torno a la Tierra. Una de las mitades se detiene por completo, momentáneamente. ¿Cuál es el destino de esa mitad? ¿Qué le sucede a la otra mitad?

4.- Un cohete avanza en una órbita elíptica en torno a la Tierra. Para alcanzar la máxima cantidad de EC para escapar, usando determinada cantidad de combustible, ¿debe encender sus motores en el perigeo?

5.- La rapidez de escape de la superficie terrestre es de 11.2 km/s, pero un vehículo espacial podría escapar de la Tierra a la mitad de esta rapidez, o menos. Explica cómo.

6.- ¿Cuál es la máxima rapidez de impacto posible en la superficie de la Tierra, de un cuerpo lejano inicialmente en reposo que cae a la Tierra debido tan sólo a la gravedad terrestre?

7.- Si a Plutón se le detuviera en su órbita caería directo al Sol y no caería en torno al Sol. ¿Cuando llegará al Sol con qué rapidez se movería?

8.- Si a la Tierra contrajera su tamaño y con todos los demás factores iguales, iguales, la velocidad de escape de su superficie ¿sería mayor, menor o igual que la actual? Explica por qué.

9.- ¿En cuál de las posiciones indicadas el satélite en órbita elíptica tiene la máxima fuerza gravitacional? ¿Dónde tiene la máxima rapidez? ¿Dónde tiene la máxima velocidad? ¿La máxima cantidad de movimiento? ¿La máxima energía cinética? ¿La máxima energía total? ¿El máximo momento angular? ¿La máxima aceleración?

2.- ¿Cuál es la forma de la órbita cuando la velocidad del satélite es siempre perpendicular a la fuerza de gravedad?

3.- Si el transbordador espacial se moviera en círculo en torno a la Tierra a una distancia igual a la que hay en la Tierra a la Luna ¿cuánto tiempo tardaría en describir una órbita completa? En otras palabras, ¿cuál sería su periodo?

4.- ¿Puede un satélite seguir avanzando en una órbita estable en un plano que no pase por el centro de la Tierra? Defiende tu respuesta.

5.- Un satélite de comunicaciones tiene un periodo de 24 horas, y está suspendido sobre un punto fijo de la Tierra. ¿Por qué se pone en órbita sólo en el plano del ecuador terrestre? (Sugerencia: imagina que la órbita del satélite es un anillo que rodea a la Tierra)

6.- Un satélite terrestre “geosincrónico” o “geosíncrono” puede permanecer directamente arriba de Singapur, pero no en San Francisco. ¿Por qué?

7.- ¿Puede un satélite mantenerse en órbita en el plano del Círculo Ártico? ¿Por qué?

8.- Si un mecánico de vuelo deja caer una llave desde un jumbo a gran altitud, la llave cae a la Tierra. Si un astronauta en el transbordador espacial deja caer una llave, ¿también ésta cae a la Tierra? Defiende tu respuesta.

9.- Una nave espacial es una órbita a gran altura avanza a 7km/s con respecto a la Tierra. Supón que lanza hacia atrás una cápsula a 7 km/s con respecto a la nave. Describe la trayectoria de la capsula con respecto a la Tierra.

10.- Un satélite en órbita circular en torno a la Luna dispara una sonda pequeña en dirección contraria a su velocidad. Si la rapidez de la sonda en relación con el satélite es igual que la rapidez del satélite respecto a la Luna, describe el movimiento de la sonda. Si la rapidez relativa de la sonda es el doble de la rapidez del satélite, ¿por qué sería peligroso para el satélite?

2.- Durante los años 2000 y 2001, la nave espacial NEAR estuvo en órbita en torno al asteroide Eros, de 20 millas de longitud. La rapidez orbital de esta nave espacial, ¿era mayor o menor que 8 km/s? ¿Por qué?

3.- La rapidez de un satélite en órbita circular cercana en torno a Júpiter, ¿sería mayor, igual o menor que 8 km/s?

4.- ¿Por qué los satélites se suelen poner en órbita disparándolas hacia el oriente, que es la dirección en la que gira la Tierra?

5.- Cuando desacelera un satélite en órbita circular, quizá porque haya disparado un “retrocohete”, después adquiere mayor rapidez que antes. ¿Por qué?

6.- De todos los Estados Unidos de Norteamérica, ¿por qué Hawaii es el sitio más adecuado para disparar satélites con trayectoria no polar? (Sugerencia: mira un modela de Tierra giratoria desde arriba de cualquier polo y compárala con una tornamesa giratoria)

7.- Hay dos planetas que nunca se ven a media noche. ¿Cuáles son y por qué?

8.- ¿Por qué arde un satélite al descender a la atmósfera, pero no arde cuando asciende por la atmósfera?

9.- Sin considerar la resistencia del aire, ¿se podría poner un satélite en órbita en un túnel que le diera la vuelta a la Tierra, abajo del suelo? Discute este ejercicio.

10.- En el siguiente esquema una pelota gana EC al rodar cuesta abajo, porque la componente del peso (F) que actúa en la dirección del movimiento efectúa trabajo. Haz un esquema de la componete análogo de la fuerza gravitacional que efectúa trabajo y cambia la EC del satélite de la derecha.

2.- Cuando saltas hacia arriba, tu tiempo en el aire es el que tus pies están despegados del piso. Este tiempo en el aire ¿depende de la componente vertical de la velocidad al saltar, de la componente horizontal de la velocidad, o de ambos? Defiende tu respuesta.

3.- El tiempo en el aire de un jugador de básquetbol que salta una altura de 23 pies (0.6 m) es más o menos 2/3 de segundo. ¿Cuál será su tiempo en el aire si alcanza la misma altura pero al mismo tiempo recorrió 4 pies (1.2 m) horizontalmente?

4.- Suponiendo que no hay resistencia del aire, ¿por qué un proyectil disparado horizontalmente a 8 km/s no llega a la superficie de la Tierra?

5.- Si la Luna es atraída gravitacionalmente hacia la Tierra, ¿por qué simplemente no chocan con ésta?

6.- Cuando el transbordador espacial sigue una órbita circular a rapidez constante en torno a la Tierra, ¿está acelerando? En caso afirmativo, ¿en qué dirección? En caso negativo ¿por qué?

7.- ¿Cuales planetas tienen un periodo mayor que 1 año terrestre, los que están cerca del Sol que la Tierra, o los que están más lejos?

8.- La rapidez de un objeto que cae, ¿depende de su masa? La rapidez de un satélite en órbita, ¿depende de su masa? Defiende tus respuestas.

9.- Si alguna vez has visto el lanzamiento de un satélite desde la Tierra habrás notado que el cohete comienza verticalmente hacia arriba y a continuación se aparta de la ruta vertical y continuá su subida formando un ángulo. ¿Por qué arranca verticalmente? ¿Por qué no continúa verticalmente?

10.- Si un proyectil de cañón se dispara desde una montaña alta, la gravedad cambia su rapidez en toda su trayectoria. Pero si se dispara con la rapidez suficiente para entrar en órbita circular no cambia su rapidez para nada. Explica por qué.

2.- Dos golfistas golpean una pelota con la misma rapidez, pero uno a 60º de la horizontal y el otro a 30º. ¿Cuál pelota llegará más lejos? ¿Cuál llega primero al suelo? No tengas en cuenta la resistencia del aire.

3.- Cuando un rifle se apunta hacia un blanco lejano, ¿por qué no se alinea su cañón de modo que apunte exactamente a ese blanco?

4.- Un guardabosques dispara un dardo tranquilizante a un mono que cuelga de una rama. Apunta directamente al mono, sin darse cuenta que el dardo seguirá una trayectoria parabólica y por consiguiente dará abajo del mono. Sin embargo, el mono ve el dardo que sale del arma y se suelta de la rama, para evitar que lo alcance. ¿Hará blanco de cualquier manera en el mono? La velocidad del dardo, ¿influye sobre tu respuesta, suponiendo que es la suficiente para recorrer la distancia horizontal al árbol antes de que llegue al suelo? Defiende tu respuesta.

2.- Supón que dejas caer un objeto desde un avión que vuela a velocidad constante y además imagina que la resistencia del aire no afecta al objeto que cae. ¿Cuál será su trayectoria de caída, vista por alguien en reposo en el suelo, no directamente abajo sino a un lado, donde se pueda tener una buena perspectiva? ¿Cuál será la trayectoria de caída que tú ves desde el avión? ¿Dónde llegará al suelo el objeto, en relación con un avión? ¿Donde llegará, en el caso más real en el que la resistencia del aire sí afecte a la caída?

3.- ¿Cómo se compara la componente vertical del movimiento de un proyectil con el movimiento de caída libre vertical?

4.- En ausencia de la resistencia del aire, ¿por qué la componente horizontal del movimiento de un proyectil no cambia mientras que la componente vertical sí cambia?

5.- ¿En cuál punto de su trayectoria una pelota de béisbol bateada tiene su rapidez mínima? Si se pudiera despreciar la resistencia del aire, ¿cómo se compara esta rapidez con la componente horizontal de su velocidad en otros puntos de su trayectoria?

6.- Un amigo dice que las balas disparadas por rifles de alto poder recorren muchos metros en línea recta antes de comenzar a caer. Otro amigo refuta esa afirmación y dice que todas las balas de cualquier rifle caen por debajo de una trayectoria rectilínea una distancia igual a ½ gr2 y que la trayectoria curva se nota más con velocidades bajas y menos con velocidades altas. Ahora te toca: ¿todas las balas caen la misma distancia en tiempos iguales? Explica por qué.

2.- ¿Consideraba Kepler que los planetas son proyectiles que se mueven bajo la influencia del Sol?

3.- En la imaginación de Kepler, ¿cuál es la dirección de la fuerza sobre un planeta? De acuerdo con Newton, ¿cuál es la dirección de esa fuerza?

4.- Después de descubrir sus dos primeras leyes, ¿cuánto tiempo tardó Kepler en descubrir la tercera?

5.- ¿Por qué la energía cinética es una constante para un satélite en órbita circular?

6.- ¿Por qué la energía cinética es variable en una órbita elíptica?

7.- Con respecto al apogeo y al parigeo de una órbita elíptica, ¿dónde es máxima la energía potencial gravitacional? ¿Dónde es mínima?

8.- La suma de las energías cinética y potencial, ¿es una constante para satélites en órbitas circulares, en órbitas elípticas o en ambos casos?

9.- ¿Cuál es la rapidez mínima para moverse en una órbita cercana a la tierra?

10.- Se dice que 11.2 kilómetros por segundo es la rapidez de escape de la Tierra. ¿Será posible escapar de la Tierra a la mitad de esta rapidez? ¿Y a la cuarta de esta rapidez? ¿Cómo?