GUIA DE ESTUDIO PARA EL EXAMEN EXTRAORDINARIO DE REGULARIZACION DE

GUIA DE ESTUDIO PARA EL EXAMEN EXTRAORDINARIO DE REGULARIZACION DE FISICA DE SEGUNDO Aà O DE SECUNDARIA 1. Investigar campo de estudio de la FÃ−sica y las ciencias con las que se interrelacionan La FÃ−sica estudia fenómenos que se presentan en la naturaleza, las leyes que los rigen por ejemplo: El movimiento de los cuerpos, el sonido, calor, la luz y la electricidad. La fÃ−sica se divide en 2: FÃ−sica Clásica y FÃ−sica Moderna Fà SICA CLASICA: Acústica, à ptica,; Mecánica, TermologÃ−a, Magnetismo, Electricidad. Fà SICA MODERNA: Relatividad, TeorÃ−a cuantica, Efecto Foleoelectrico, rayos X, FÃ−sica de electrón, Modelos atómicos, Mecánica cuantica y FÃ−sica nuclear. Se relaciona con la ciencia: AstrofÃ−sica; Parte de la astrofÃ−sica que estudia la constitución, estado fÃ−sico, formación y evolución de los cuerpos celestes. GeofÃ−sica: estudio de los fenómenos fÃ−sicos que se verifican en la totalidad de la Tierra o en zonas de la misma. BiofÃ−sica: Ciencia que estudia las relaciones fÃ−sicas entre los seres vivos. FisicoquÃ−mica: Ciencia que estudia los procesos en donde se presentan los fenómenos fisicoquÃ−micos. IngenierÃ−a: En todas sus ramas aplica las leyes de la fÃ−sica para la solución de los problemas de aplicación práctica. OceanografÃ−a: Estudio de la constitución de las aguas, los movimientos, flora y fauna de los océanos y mares, y de su relación con la atmósfera. FÃ−sica-matemática: parte de la ciencia que estudia los conceptos de número, espacio y configuración asÃ− como sus leyes y correlaciones. Sin la materia no se puede no se puede realizar el estudio cientÃ−fico de los fenómenos artificiales que ocurren en el mundo y en el universo. 2. Busca en el diccionario algunos conceptos como fÃ−sica, QuÃ−mica, Fenómenos fÃ−sicos, Fenómenos QuÃ−micos, cuerpo, materia ciencia y tecnologÃ−a. FÃ−sica: Parte de la ciencia que estudia globalmente los fenómenos de la materia de la energÃ−a, que se presentan en los cuerpos y sistemas de la naturaleza, asÃ− como sus leyes generales. QuÃ−mica: Parte de la ciencia que se apoya en la fÃ−sica y estudia en especial, los fenómenos de la materia y energÃ−a que se efectúan a nivel atómico y moleculares en las sustancias. No estudia los fenómenos propios del núcleo de un átomo. Fenómeno FÃ−sico: Cambio en una o en varias sustancias en lo que no se alteran las propiedades fÃ−sicas de ellas, ni su naturaleza especifica. 1

Fenómeno QuÃ−mico: Cambio en una o varias sustancias en las que si ocurre en las propiedades y la estructura interna de aquéllas. Las sustancias no son las mismas antes y después del fenómeno quÃ−mico. Cuerpo: Es una sustancia o materia que puede ser orgánica e inorgánica. Materia: Todo lo que ocupa un lugar en el espacio Componente de la naturaleza que se manifiesta en los fenómenos de las sustancias que tienen las propiedades de masa, inercia, calor, movimiento, temperatura, etc. Se puede decir simplificadamente que es la naturaleza”tocable y visible” Ciencia: Conjunto de conocimientos e ideas que son producto de la observación y el razonamiento por la inteligencia humana, que explican y permiten aprovechar los fenómenos de la naturaleza que ocurren en el mundo y en el universo. TecnologÃ−a: Se apoya en método cientÃ−fico Término general que se aplica al proceso a través del cual los seres humanos diseñan herramientas y máquinas para incrementar su control y su comprensión del entorno material. 3. Investigar cuales son las magnitudes, unidades fundamentales y derivadas y los conceptos de algunas de estas magnitudes fundamentales y derivadas como: masa, área, volumen, longitud, peso, etc. Las magnitudes son caracterÃ−sticas de los cuerpos que pueden medirse. Su resultado se expresa en un numero (indica la cantidad) y la unidad. Las magnitudes fÃ−sicas son de dos clases fundamentales y derivadas. Las magnitudes fundamentales son: longitud, masa y tiempo. Las unidades derivadas resultan de las de las combinaciones de las fundamentales, y son: área, volumen, velocidad, densidad. UNIDADES FUNDAMENTALES DE SI Cantidad Unidad SÃ−mbolo Longitud

Metro

m

Masa

Kilogramo

Kg

Tiempo

segundo

s

Corriente eléctrica

Ampare

A

Temperatura

Kelvin

K

Cantidad de sustancias

Mol

mol

Definición Distancia que recorre la luz en 1/299 792 458 de segundo Masa de prototipo internacional Duración de 9192631770osilaciones de la radiación correspondiente a la transición entre el 2 nivel hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133 Intensidad de corriente constante que producirÃ−a una fuerza de 2x10-7 newtons por metro de longitud entre 2 alambres rectilÃ−neos paralelos de longitud infinita y sección singular despreciable puestos a una distancia de un metro uno del otro en el vació (infl.) Fracción 1/273.16 de la temperatura del punto triple del agua 1. Cantidad de materia de un sistema compuesto de tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 kilogramos de carbono 12 2.Cuando se emplea el mol hay que especificar las entidades elementales, 2

átomos, moléculas, iones electrones, otras partÃ−culas Intensidad luminosa en una intensidad dada en una fuente que transmite radiación monocromática de Intensidad Candela cd frecuencia 540x10 /12 hertz cuya intensidad luminosa energética en esa dirección es igual a 1/638 de wats por radiación Masa: Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo à rea: Es la extensión que se encuentra entre dos dimensiones, por ejemplo largo y ancho. Volumen: Es el número que indica la porción de espacio que ocupa. Se expresa en unidades cúbicas. Longitud: Es una unidad fundamental de los sistemas de medidas. Gravedad: Es la fuerza de atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre los cuerpos. 4. Busca en los prefijos (múltiplos y submúltiplos) que se anteponen en la unidad ^ = Elevado Múltiplos Prefijo

SÃ−mbolo

Notación CientÃ−fica 10^18 10^15 10^12 10^9 10^6 10^3 10^2 10^1

Uso

exa E 1 exámetro (Em) 1 000 000 000 000 000 000 peta P 1 petametro (Pm)1 000 000 000 000 000 tera T 1 terametro (Tm) 1 000 000 000 000 giga G 1 gigametro (Gm) 1 000 000 000 mega M 1 megametro (Mm) 1 000 000 kilo k 1 kilómetro (km) 1 000 hocto h 1 hectómetro (km) 100 deca da 1 decámetro (dam) 10 Submúltiplos Prefijos SÃ−mbolos 10° 1 metro (m) deci d 10^-1 1 decÃ−metro (dm) = 0.1 centi c 10^-2 1 centÃ−metro (cm) = 0.01 mili m 10^-3 1 milÃ−metro (mm) = 0.001 micro u 10^-6 1 Micrómetro (um) = 0.000 001 nano n 10^-9 1 nanómetro (nm) = 0.000 000 001 pico p 10^-12 1 picometro (pm) = 0.000 000 000 001 femto f 10^-15 1 femtometro (fm) = 0.000 000 000 000 001 atto a 10^-18 1 attometro (am) = 0.000 000 000 000 000001 5. Realizar los ejercicios de notación cientÃ−fica en base 10, con operaciones básicas. Las potencias de 10 se utiliza para expresar cantidades muy grandes y muy pequeñas, desplazando del punto decimal para no contar con un gran numero 3

de ceros. ^ = Elevado 0.0001= 10^4 0.001= 10^3 0.01= 10^2 0.1= 10^1 1= 10^0 10= 10^1 100= 10^2 1000= 10^3 10 000= 10^4 2.34 x 10^-4 0.0000234 = 2.34 x 10^-3 0.00234 = 2.34 x 10^-2 0.0234 = 2.34 x 10^-1 0.234 = 2.34 x 10^0 = 2.34 2.34 x 10^1 = 23.4 2.34 x 10^2 = 234 2.34 x 10^3 = 2340 2.34 x 10^4 = 23400 Nota: Toda cantidad elevada a la potencia 0 es 1. Frecuentemente en la fÃ−sica se trata con números muy grandes o muy pequeños por lo que se es conveniente expresarlos como números de potencia 10, a esto se le llama Notación CientÃ−fica. 6. Tener presente de la importancia de la medición para la ciencia y cualquier otra actividad. En que momento de tu vida realizas la medición. La medición es indispensable para el ser Humano en sus actividades cotidianas, en el comercio y en el desarrollo de la ciencia. No podrÃ−amos entender el mundo actual sin la medición medimos en todas las actividades que realizamos por ejemplo en el comercio cuando compramos y vendemos y a que precian, en los alimentos las cantidades y a la temperatura a la que cocinamos, cuando nos vestimos para que la ropa sea adecuada a nuestra talla, en la salud o en el campa de la salud medimos para diagnosticar y para prevenir cualquier enfermedad; medimos para intentar predecir fenómenos naturales, como el clima, los terremotos , la erupción de volcanes etcétera. 7. Concepto de medición. Procesó fÃ−sico y mental que permite apreciar el tamaño de un cuerpo, el valor de una magnitud o cantidad fÃ−sica, una caracterÃ−stica quÃ−mica, etcétera. Se efectúa aplicando conceptos básicos de comparación llamados unidades de medidas. En la ciencia es indispensable medir y calcular. Lo 4

mismo ocurre en la tecnologÃ−a y vida diaria. Para comprender las leyes de la fÃ−sica, debemos hacer mediciones cuantitativas; ya que nada se conoce asta que se logra medir. 8. Patrones de medida utilizados en los diferentes sistemas de unidades. Sistema internacional de unidades Sistema Ingles 9. Antecedentes históricos de los diferentes sistemas de unidades que hoy en dia existen. Los romanos construyeron cominos para transitar por ellos en los pueblos que conquistaban y para saber la distancia entre 2 ciudades contaban los pasos para llegar de una a otra, después se invento el paso romano que era igual a 5 pies y la milla igual a 5 pasos los agricultores ingleses llamaron acre a la superficie de tierra que podrÃ−a ser arada en un dia con una yunta de dos bueyes en la época de la navegación en barcos de vela los marinos median la profundidad con lo que tenÃ−an mas a la mano, un cable y sus brazos a si surgió la braza en el mar la velocidad se mide por nudos, esta unidad tiene su origen en el amarre de nudos equidistantes en una cuerda que se desarrollaba al moverse el barco. El codo es una de las medias mas antiguas que se conocen. La yarda es una unidad para medir la longitud. Su origen fue la distancia de un brazo extendido. Una braza es la distancia que se abarca de mano a mano con los brazos excedidos y fue usada por los marinos para medir la profundidad del agua una cuerda. 10.Investigar algunos factores equivalentes para realizar ejercicios de convención de unidades en un sistema de unidades a otro sistema. CONVERSIONES DE UNIDADES Si una magnitud se mide en kilogramos y se desea saber a cuantos metros es igual, que se debe hacer una conversión de unidades. Ejemplos resueltos Tenemos 5 Km y queremos convertir a metros, decimos: La conversión de unidades se realiza por medio de una regla de tres. 1 Km _____ 1000 m 5 Km _____ x despejado a la x X= 5 Km x 1000 m = 5000 = 5000 1 km 1 x = 5000 m Tenemos 800 cm y queremos convertir a metros: La conversión se realiza por medio de una regla de tres.

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100 cm _____ 1 m 800 cm _____ x despejando x x = 800 cm x 1 m = 8000 = 8.000 m 100 cm 100 x = 8.00 m asÃ− 800 cm = 8.00 m Si tenemos 90 000 mm y quererlos convertir a metros, primero convertimos los mm a cm 1 cm _____ 10 mm x _____ 90 000 mm x = 1 cm x 90 000 mm = 90 000 = 9000.00 cm 10 mm 10 x = 9000.0 cm 90 000 mm = 9000.0 cm CONVERSIONES DE UNIDADES AL SISTEMA INGLES Describimos enseguida las unidades y sus equivalencias, a fin de facilitar su conversión. Sistema ingles 1 pulgada (pulg) = 25.4 milÃ−metros (mm) = 2.54 centÃ−metros (cm) 1 pie (pie) = 0.3048 metros (m) = 30.48 cm 1 yarda (yd) = 0.9144 metros (m) = 91.44 cm 1 milla (m) = 1.609 kilómetros (km) = 1609 m 1 metro (m) = 39.37 pulgadas (pulg) =  1 metro (m) = 3.281 pies (pie) =  1 metro (m) = 1.094 yardas (yd) =  1 Kilómetro (km) = 0.621 millas (mi) =  Para convertir pulgadas a centÃ−metros y viceversa, se utiliza una regla de tres simple. 1 pulg. = 2.54 cm 1.19 pulg. ¿a cuanto es igual? 1 pulg. _____ 2.54 cm 1.19 pulg. _____ x 6

x = 1.19 pulg x 2.54 cm = 3.02 cm 1 pulg. por lo tanto pulg. = 3.02 cm. UNIDADES DERIVADAS (DENSIDAD) El volumen y la densidad son magnitudes derivadas, se les llama asÃ− por que requieren de las fundamentales para ser definidas; las magnitudes derivadas resultan de multiplicar o dividir a las fundamentales. En este caso tomemos coma la densidad como ejemplo de una magnitud derivada. Recuerda que hemos definido la densidad de un cuerpo como: la masa que tiene por cada unidad de volumen (m cúbico) Esta definición también se expresa por medio de una formula. Donde llamamos a la masa del cuerpo m, a su volumen V y p a la densidad, P=m v De esta manera, la densidad se deriva se deriva en otros magnitudes anteriormente: la masa y el volumen ; a su ves es una magnitud que se deriva a la longitud. A partir de la definición de la densidad de un cuerpo, podemos deducir cual es la unidad de la densidades el Sistema Internacional (SI). Consideraremos que la masa del cuerpo es una unidad de masa (1 kg) y su volumen (1 m^3). Por lo tanto, las unidades de la densidad serán: 1 kg = 1 kg_ 1 m^3 m^3 11. Conocimiento de uso practico de instrumentos de medición de uso frecuente de la ciencia y de la vida cotidiana. Instrumentos de medida Medidor micrómetro de profundidad

CaracterÃ−sticas

Calibrador con regla

Mide diámetros interiores y exteriores

Fina graduación. MÃ−nima medición

Uso Mecánico automotriz Mecánico industrial

Figura 1.23 1.22

Profundidades. Mide = 0.0001 de pulgadas. Mide Mecánico 1.22 Cilindros de motores Mide longitudes, profundidades y diámetros Vernier Mecánico 1.2 interiores 0.001de pulgadas 12. Conocer los diferentes tipos de graficas que son utilizadas, uso que se las da en la ciencia y el significado que estas tienen en cada actividad cientÃ−fica o en cualquier otro tipo. Calibrador micrómetro

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Con frecuencia es conveniente mostrar la relación entre 2 cantidades de manera grafica por ejemplo un auto que viaja a una velocidad constante con un movimiento uniforme a cada minuto que se desplaza cubre la misma distancia si se redujera la velocidad del automóvil, la velocidad del auto encontrarÃ−a que se necesitarÃ−an intervalos de tiempo cada ves mas grandes para recorrer la misma distancia. Las graficas son representaciones de datos numéricos organizados en tablas por medio de lÃ−neas rectas curvas, barras o sectores. Los tipos de graficas son de barra histograma lineal circular y pictograma. Interpolación: es encontrar nuevos valores dentro de los graficados. Extrapolación: es encontrar nuevos valores fuera de la grafica. 13. Conocer los diferentes tipos de movimiento analizados en la mecánica y las diferentes disciplinas que se comprenden en la mecánica de cuerpos sólidos y fluidos. Movimiento: es el cambio de lugar de un cuerpo con respecto a un punto de referencia. Movimiento relativo: es el cambio de lugar de un cuerpo que también se esta moviendo Movimiento absoluto: es aquel que se mueve con respecto a otro que se supone fijo. Mecánica: parte de la fÃ−sica clásica que estudia el movimiento y reposo de los cuerpos. Que a la ves se relaciona con la Cinemática que estudia el movimiento sin considerar las causas que lo provocan y la Dinámica explica las causas que lo produce y que a la ves se divide en estática y cinética, la estática estudia los cuerpos en estado de equilibrio o reposo, la cinética estudia los cambios del movimiento ocasionados por una o mas fuerzas que no están en equilibrio. 14. Conocer las caracterÃ−sticas de los movimientos analizados por cada una de las disciplinas de la mecánica de cuerpos sólidos y su comportamiento gráfico de estos de los tipos de grafica ya conocidos. En los movimientos se consideran los siguientes elementos: la trayectoria, la distancia, la velocidad media y el tiempo. La trayectoria es la lÃ−nea que describe un cuerpo en movimiento, que pueden ser : RectilÃ−neos: que describen una lÃ−nea recta. CurvilÃ−nea o circular describen una circunferencia. ElÃ−ptico: Describe una elipse parabólico describe una parábola MOVIMIENTO UNIFORME ASELERADO. Mide los cambios de velocidad en el tiempo y se le llama aceleración. La aceleración puede ser un aumento o una disminución de la velocidad, la aceleración será la constante de la proporcionalidad en la grafica, velocidad, tiempo para ese tipo de movimientos que hemos estudiado al cual llamamos Movimiento Uniforme Acelerado (MUA) Debido a que tiene una aceleración constante, es decir su velocidad aumenta lo mismo para cada intervalo a tiempo. Aceleración = Av At 8

Donde Dv es la diferencia de velocidad; es decir; Dv = V2 -V1. Las unidades de aceleración serán de las velocidades entre el tiempo. [a] = [Av] m/s = _m_ = _m_ [a+]s 5x5 s^2 15. Conocer las caracterÃ−sticas de las magnitudes escalares y vectoriales. Las caracterÃ−sticas de las Magnitudes Escalares son aquellas que pueden medirse, tienen unidades y no tiene dirección ni sentido por ejemplo: Estatura Edad Peso Temperatura Tiempo Las caracterÃ−sticas de las Magnitudes Vectoriales son aquellas que tienen una dirección y sentido por ejemplo: 80 Km. al Norte, 25 pasas al oeste Autos Aviones Metros Barcos Motocicletas Bicicletas 16. Representación grafica de las magnitudes vectoriales de los diferentes sistemas de fuerza y sus distintos métodos de representación grafica para cada uno de los sistemas de fuerza. Traza la fuerza resultante de los siguientes vectores F1 = 25 N E F2 = 30 N E 5 Newtons = 1 cm F3 = 35 N O F4 = 35 N O

F1 5 cm F2 6 cm 9

F3 7 cm

F4 4 cm Fr 1 cm

17. Conocer las caracterÃ−sticas de otros tipos de movimientos también analizados por la mecánica de cuerpos sólidos (aceleración, caÃ−da libre de los cuerpos etcétera.) Aceleración: es la cantidad fÃ−sica que mide los cabeos de velocidad en el tiempo. Su formula es: A = _Av_ At CaÃ−da libre de los cuerpos: los cuerpos varÃ−an en la latitud y la altura de sobre el nivel del mar. Aceleración de la gravedad Al nivel medio del mar g 9.81 m/s cuadrado En la ciudad de México g 9.78 m/s cuadrado En el polo norte g 9.83 m/s cuadrado En Groenlandia g 9.82 m/s cuadrado En Canad g 9.80 m/s cuadrado En el ecuador g 9.78 m/s cuadrado 18. Conocer las caracterÃ−sticas de la caÃ−da libre de los cuerpos, resolviendo una serie de ejercicios de este tipo de fenómeno. Todos los cuerpos caen a la misma aceleración en él vació, en cualquier parte del planeta e donde esto se efectué. Todos los cuerpos caen al vació en un movimiento uniforme acelerado La distancia corresponde a la altura y se representa por la letra h y la aceleración es debida a la gravedad, y es distinta en diferentes partes de la Tierra. La aceleración de la gravedad es de 9.81m/s al cuadrado. DATOS FORMULA SUSTITUCIà N OPERACIà N RESULTADO 10

m = 20g g = 9.8 P= m x g P = 20 g x 9.8 g 20 P=1960 F = X x9.8 1960 19. Resolver también una serie de ejercicios de determinación del centro de gravedad de los cuerpos en los cuerpos apoyados y suspendidos. ¿Que velocidad tendra un automóvil que recorre un movimiento rectilÃ−neo uniforme 5000 km en 3.5 h? DATOS FORMULA SUSTITUCIà N OPERACIà N RESULTADO V = 90 km 142.8 D = 5000 km v = _d_ v = 500 km 35/5000.0 142.8 km T = 1.5 h t 3.5 h 150 100 300 20 20. CaracterÃ−sticas de las tres leyes de Newton y su relación con la mecánica. PRIMERA LEY DE NEWTON : LEY DE INERCIA Todo cuerpo tiende a permanecer en estado de reposo o movimiento rectilÃ−neo uniforme a menos que una fuerza externa actué sobre el. Principio de la inercia. Cuando un cuerpo cambia su estado de reposo o movimiento, se presenta el estado llamado inercia. Cuando un vehÃ−culo frena bruscamente, la carga que transporta tiene a continuación el movimiento. Y cuando se encuentran en reposo, al acelerar, la carga trata de permanecer inmóvil. SEGUNDA LEY DE NEWTON La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que lo provoca e inversamente proporcional a la masa del cuerpo. Esto se expresa como: a = _F_ a = fueza F = m x a; m masa La fuerza se mide en Newtons (N), la masa (m) en kilogramos (kg) y la aceleración en metros sobre segundo al cuadrado (m/s^2). 11

EJEMPLO 1. Obtener la fuerza que se aplica en un cuerpo de 5 kg de masa si la aceleraciom que adquiere es de 2 m/s^2. Datos Formula Sustitución M = 5 kg F = ma F = (5 kg ) (m/s^2) A = 2 m/^2 Resultado: F = 10 km/s^2 o 10 N TERCERA LEY DE NEWTON: LA ACCION Y LA REACCION A toda acción corresponde una reacción igual en magnitud pero en sentido contrario. Reacción es la fuerza o respuesta de un cuerpo que responde a otra fuerza ejecutada por el. 21. Investigar los conceptos de trabajo y potencia de la relación que existe entre ambos conceptos y con el movimiento de los cuerpos. Uso que se les da al uso cotidianamente y en las industrias. Trabajo: Se produce un trabajo cuando por la acción de una fuerza sobre un cuerpo este recorre cierta distancia. Potencia: Es el trabajo que realiza una fuerza en un tiempo determinado 22. Solución de ejercicios de maquinas simples. Las maquinas simples nos facilitan el trabajo. Las maquinas simples son: las palancas, el torno, las poleas, el plano inclinado y la rueda. Las palancas son de tres géneros: Primer genero bomba aspirante, las tijeras, martillo, balanza romana y el sube y baja. Las palancas de segundo genero son el cascanueces, la carretilla, de mano y los remos. Las palancas de tercer genero son: pinzas para el pan, la rueda para afilar, la caña de pescar y la excavadota. 23. Investigación de las distintas teorÃ−as del movimiento de los planetas y los cientÃ−ficos que las dieron a conocer. CIENTà FICOS QUE DIERON A CONOCER LAS TEORIAS DEL MOBIMIENTO DE LOS PLANETAS CLAUDIO TOLOMEO: Sostuvo que la Tierra era el centro del universo KEPLER: Sustituye al circulo por los eclipse para describir el cambio que siguen en los planetas alrededor de sol. NEWTON: Newton descubrió que todos los cuerpos se atraen entre si debido a la fuerza llamada gravitación EINSTEIN: Formulo la teorÃ−a de la relatividad general que afirma que todo movimiento es relativo.

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GALILEO: Por primera vez utiliza instrumentos para observar los cuerpos celestes y descubre que no son cuerpos divinos. COPERNICO: Sostuvo que el sol era el centro del universo LEYES DE KEPLER 1 LEY Los planetas se mueven de forma elÃ−ptica alrededor del sol y el sol ocupa unos de sus focos. 2 LEY Los planetas deben moverse mas rápido cuando están cerca del sol que cuando están lejos. 3 LEY El cuadrado del tiempo que emplea cualquier planeta en dar una vuelta completa alrededor del sol es proporcional al cubo de su distancia promedio al sol.

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