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Teoría y practica en las clases de Física



Teoría y practica en las clases de Física
La Física, es una ciencia factica y cuantitativa. El desarrollo de las teorías físicas es un
proceso que comienza y termina con observaciones o experimentos. Lo esencial de la
interacción teoría-experimento es aprender a aplicar principios físicos a diversos
problemas practicos.
El logro de un aprendizaje significativo de la física en el nivel universitario, es el
resultado de una tarea compleja que implica una integración de la teoría y la practica.
El proceso debe vincular el aprendizaje de conceptos, la resolución de problemas y la
actividad experimental.
Atendiendo a esto, la metodología empleada debe orientar a la formación y desarrollo
del pensamiento teórico, sobre cuya base se construyen los conceptos científicos,
evitando procedimientos memorísticos y reproductivos.
El lenguaje simbólico, constituye el componente esencial para la formación de


conceptos y del pensamiento teórico; es el instrumento necesario para la comunicación
entre el experto de la disciplina y los estudiantes. Conocer el lenguaje, favorece la
transmisión del mensaje y por lo tanto es activador del dialogo y del intercambio.
La resolución de problemas es uno de los inconvenientes mas frecuentes en las clases
de Física, y las dificultades planteadas por los alumnos, surgencomo consecuencia de
una costumbre generalizada de separar conceptos, leyes y principios trabajados en las
clases teóricas, de un menú de fórmulas asociadas a los temas vistos en clase, que
son memorizadas (en el mejor de los casos) como la clave para aprobar examenes
parciales y finales.
Un problema es tal, en la medida en que el sujeto al que se le plantea, dispone de los
elementos para comprender la situación que el problema describe y no dispone de un
sistema de respuestas totalmente constituido que le permita responder de manera
inmediata.
La resolución de problemas, implica capacidades cognitivas que van mas alla de la
mera aplicación de fórmulas. Resolver correctamente un problema utilizando
algoritmos, no significa necesariamente entender o conocer los contenidos (principios)
que ellos representan. En el proceso de resolución de problemas, los alumnos deben
reflexionar sobre sus procedimientos, sustentados en su conocimiento conceptual. Esta
estrategia, permite que los estudiantes vean un problema planteado en una forma
contextualizada en un marco teórico que respalda el analisis, la elaboración de
hipótesis, la confrontación de ideas con sus pares y con el experto de la disciplina, y
Los primeros reactores nucleares a gran escala se construyeron en 1944 en Hanford, en el estado de Washington (EEUU), para la producción de material para armas nucleares. El combustible era uranio natural; el moderador, grafito. Estas plantas producían plutonio mediante la absorción de neutrones por parte del uranio el calor generado no se aprovechaba.
En unprincipio se tenían dudas razonables acerca de si la energía contenía en el núcleo del atomo se podría utilizar. El primer hombre capaz de dividir el atomo fue Rutherford y después de su muerte (1937), Otto Hahndescubrió la fisión nuclear del Uranio.
En un principio Rutherford utilizaba mas energía dividiendo los atomos que la que conseguía pero Hahn descubrió que el núcleo de ciertos atomos de Uranio pueden dividirse en dos mitades casi iguales liberando energía y neutrones capaces de dividir otros atomos de Uranio.
Las posibilidades de esta energía eran muchas, sobre todo ya que la guerra había estallado. Los científicos refugiados en Gran Bretaña y Estados Unidos intentaron advertir del peligro de la bomba atómica en manos de Hitler y empezaron a investigar.
En diciembre de 1942, en la Universidad de Chicago (EEUU), el físico italiano Enrico Fermi logró producir la primera reacción nuclear en cadena. Para ello empleó un conjunto de bloques de uranio natural distribuidos dentro de una gran masa de grafito puro (una forma de carbono). En la o reactor nuclear de Fermi, el moderador de grafito frenaba los neutrones y hacía posible la reacción en cadena.
Retiraron las varillas de control de cadmio de la pila formada por bloques de grafito y de combustible de uranio. Los contadores Geiger comenzaron a sonar mientras crecía la radiación, enviaron este telegrama el navegante italiano ha encontrado el nuevo mundo de Fermi fue el primer reactor nuclear; habían descubierto laenergía atómica.
Reactor nuclear.
Es una instalación física donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear en cadena. Por lo tanto, en un reactor nuclear se utiliza un combustible adecuado que permita asegurar la normal producción de energía generada por las sucesivas fisiones. Algunos reactores pueden disipar el calor obtenido de las fisiones, otros sin embargo utilizan el calor para producir energía eléctrica.
Elementos de un reactor:
1. Nucleo
5. Vasija
9. Condensador
2. Barras de control
6. Turbina
10. Agua de refrigeración
3. Generador de vapor
7. Alternador
11. Contención de hormigón
4. Presionador
8. Bomba


Un reactor de Fisión Nuclear debe constar de tres componentes fundamentales para que este sea un reactor, en la ausencia de cualquiera de estos componentes no se puede tener un reactor. Estas componentes son:
1.-Combustible 
2.- Moderador 
3.- Refrigerante
El Combustible:
Material fisionable utilizado en cantidades específicas y dispuesto en forma tal, que permite extraer con rapidez y facilidad la energía generada. El combustible en un reactor se encuentra en forma sólida, siendo el mas utilizado el Uranio bajo su forma isotópica de U-235. Sin embargo, hay elementos igualmente fisionables, como por ejemplo el Plutonio que es un subproducto de la fisión del Uranio.
En la naturaleza existe poca cantidad de Uranio fisionable, es alrededor del 0,7%, por lo que en la mayoría de los reactores se emplea combustible “enriquecido”, es decir,combustible donde se aumenta la cantidad de Uranio 235.
Barras de Combustible:
Son el lugar físico donde se confina el Combustible Nuclear. Algunas Barras de Combustible contienen el Uranio mezclado en Aluminio bajo la forma de laminas planas separadas por una cierta distancia que permite la circulación de fluido para disipar el calor generado. Las laminas se ubican en una especie de caja que les sirve de soporte.
Núcleo del Reactor:
Esta constituido por las Barras de Combustible. El núcleo posee una forma geométrica que le es característica, refrigerado por un fluido, generalmente agua. En algunos reactores el núcleo se ubica en el interior de una piscina con agua, a unos 10 a 12 metros de profundidad, o bien al interior de una vasija de presión construida en acero.
Barras de Control:
Todo reactor posee un sistema que permite iniciar o detener las fisiones nucleares en cadena. Este sistema lo constituyen las Barras de Control, capaces de capturar los neutrones que permite la comunicación de resultados con un lenguaje propio de la formación
académica.
Por otra parte, el laboratorio es el componente mas distintivo de la educación científica.
Allí, losestudiantes se muestran a través de sus conocimientos, actitudes y
desempeños. Se logra el maximo de participación. Sin embargo, una practica
excesivamente automatizada, resulta alienante y hace que los estudiantes pierdan
interés.

Con la orientación del experto, el desarrollo de trabajos experimentales promueve el
ejercicio de la reflexión, por parte de los alumnos, sobre el significado de lo que se
hace en cada momento. Ellos deben interpretar esta instancia como un trabajo de
investigación.
El tratamiento de los datos obtenidos en un trabajo experimental, permite mostrar los
resultados en forma grafica o numérica, y así, re-crear los modelos físicos explicados
por el docente en clases teóricas. La experimentación favorece las conexiones entre el
formalismo de la Física y los fenómenos del mundo real.
En general, se busca que las practicas de laboratorio estén coordinadas con las clases
de teoría y de problemas.
Las demostraciones aulicas, son experiencias intercaladas en las clases teóricas.
Carecen de toma de datos y de tratamiento de los mismos. Sirven para ilustrar algún
aspecto de la teoría y ponen de manifiesto el caracter experimental de la Física.
Ayudan a la comprensión de los conceptos científicos, para que sean adquiridos, en lo
posible, por medio de la experimentación.

 


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