Revista de FĂsica
Producido y Elaborado por: Wendy Zerpa C.I: 27.649.544 Génesis Vargas C.I: 27.544.038 Presentado:
Liceo bolivariano Lisandro Alvarado Facilitador:
José Garrido
Asignatura:
Física 5° Año Sección: ¨A¨
Prof. José Garrido
Liceo bolivariano Lisandro Alvarado
Objetivo N°1 •
Objetivo N°2
Estructura Atómica de la Materia
• Fuerza Fundamentales de la Naturaleza
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• Carga Eléctrica
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• Conservación de la Carga
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• Cuantizacion de la Carga
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• Conductores y Aislantes • Corriente Eléctrica
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• Intensidad Eléctrica
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• Unidad de Medida
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• Circuito en Serie y en Paralelo
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• LED y sus Características
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• Resistencia Eléctrica y sus Unidades de Medida
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Objetivo N°3 • Diseño y Armado de un Circuito
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• Circuito Electico Básico
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• Prototipos
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• Circuito Simple, de Serie, Paralelo y Mixto
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• Ejemplo De Circuito (Bombillos Y Resistencia)
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Física 1
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Objetivo 1
n Física, la 'materia' es aquello de lo que están hechos los objetos que constituyen el Universo observable y el no observable. Si bien durante un tiempo se consideraba que la materia tenía dos propiedades que juntas la caracterizan: que ocupa un lugar en el espacio y que tiene masa, en el contexto de la física moderna se entiende por materia cualquier campo, entidad o discontinuidad que se propaga a través del espacio-tiempo a una velocidad inferior a la de la velocidad de la luz y a la que se pueda asociar energía. Así todas las formas de materia tienen asociadas una cierta energía pero sólo algunas formas de materia tienen masa.
Así una definición de átomo seria:
El estudio de la estructura atómica de la materia sirve para explicar las propiedades de los materiales. La materia está compuesta por átomos. En el siglo V antes de cristo, el filósofo griego Demócrito postulo, sin evidencia científica, que el universo estaba compuesto por partículas muy pequeñas e indivisibles, que llamo “átomos” Átomo la unidad más pequeña posible de un elemento químico. En la filosofía de la antigua Grecia, la palabra “ATOMO” se empleaba para referirse a la parte de materia más pequeña que podía concebirse. Esa “partícula fundamental” , por emplear el término moderno para ese concepto, se consideraba indestructible. De hecho, átomo significa en griego “no divisible” el conocimiento del átomo y la naturaleza del átomo avanzo muy lentamente a lo largo de los siglos ya que la gente se limitaba a especular sobre él. Sin embargo, los avances científicos de este siglo han demostrado que la estructura atómica integra a partículas más pequeñas.
Átomo: es la parte más pequeña en la que se puede obtener materia de forma estable, ya que las partículas subatómicas que lo componen no pueden existir aisladamente salvo en condiciones muy especiales.
Así la estructura atómica se puede dividir en: Corteza: compuesta por partículas cargadas negativamente que reciben el nombre de electrones .La cantidad de electrones que tiene un átomo y el modo en que se distribuyen en su corteza condiciona por completo las propiedades físicas y químicas que va a poseer el elemento.
Física 3
Objetivo 1 Electrón: Es una partícula elemental con carga eléctrica negativa igual a 1,602 · 1019 Coulomb y masa igual a 9,1093 · 10-28 g, que se encuentra formando parte de los átomos de todos los elementos. Es la partícula esencial más liviana que compone un átomo, Se trata de un elemento subatómico que se sitúa en torno al núcleo del átomo, formado por neutrones y protones. Núcleo: compuesto por los protones, que tienen carga positiva, y los neutrones, que son eléctricamente neutros. Ambos tienen la misma masa. Los átomos son eléctricamente neutros, aunque pueden perder o ganar electrones, entonces se denominan iones Neutrón: Es una partícula elemental eléctricamente neutra y masa ligeramente superior a la del protón (mneutrón=1.675 · 1024 g), que se encuentra formando parte de los átomos de todos los elementos. Protón: Es una partícula elemental con carga eléctrica positiva igual a 1,602 · 10-19 Coulomb y cuya masa es 1837 veces mayor que la del electrón (mprotón=1.673 · 10-24 g). La misma se encuentra formando parte de los átomos de todos los elementos.
Cuando los electrones pasan de un nivel de energía a otro no se mueven, desaparecen de un nivel y aparecen en el siguiente inmediatamente.
Física 4
Objetivo 1
La mayoría de los fenómenos que ocurren en la naturaleza pueden ser explicados a través de cuatro interacciones que ocurren en la naturaleza. Fenómenos tales como el movimiento de los planetas, cometas y otros astros en torno al Sol, el movimiento de las cargas en un conductor que inducen a un campo magnético, las fuerzas de atracción que experimentan los electrones en torno al núcleo, la utilización de la energía de los núcleos atómicos, entre muchos otros sucesos, ocurren gracias a la acción de cuatro fuerzas. En la naturaleza, existe la interacción de cuatro fuerzas a saber: la fuerza gravitacional, la fuerza nuclear fuerte, la fuerza electromagnética y la interacción débil. Así mismo, según Young y Freedman (2009) “las partículas se clasifican de acuerdo con sus interacciones”. por lo tanto existen para cada interacción, un tipo de partícula específica.
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Objetivo 1 Entre las características de las interacciones de las fuerzas fundamentales en la naturaleza se encuentran:
Interacción electromagnética: Es considerada la fuerza que actúa sobre las partículas con carga eléctrica. Toda carga en movimiento produce un campo magnético a su alrededor y es de naturaleza atractiva o repulsiva, dependiendo de las cargas. La partícula mediadora es el fotón. Al igual que la interacción gravitacional, posee un radio de acción infinito. Interacción nuclear fuerte: Es la interacción más fuerte que existe y permite mantener los nucleones (protones y neutrones), en interacción. Se refiere a la interacción que mantiene unidos a los quarks para formar hadrones, (protones, neutrones y mesones), por lo tanto permite mantener el núcleo unidos. Esta fuerza es la responsable de la estabilidad en toda la materia (Román). La partícula mediadora en esta interacción es el gluón. “Son fuerzas de corto alcance, actúan sólo a distancias que tienen las dimensiones del núcleo atómico”. (Zubero, 2010).
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Objetivo 1 Interacción nuclear débil: Este tipo de fuerza es responsable de la desintegración beta de los núcleos de los átomos. Esta interacción es de corto alcance, es decir, distancias menores que las dimensiones del núcleo. “Es la interacción responsable de que un quark de un tipo se transforme en un quark de otro tipo como ocurre en la desintegración Beta de los núcleos”. (Zubero, 2010). La partícula mediadora son los bosones. En el siguiente cuadro se muestra un resumen con las principales características de las cuatro interacciones presentes en la naturaleza. FUERZAS FUNDAMENTALES Interacción
Intensidad Relativa
Alcance
Partícula Mediadora
Fuerte
1
Corto
Gluón
Electromagnética
0.0073
Largo
Fotón
Débil
10-9
Muy Corto
W,Z
Gravitacional
10-38
Largo
Gravitón
Los alimentos no tienen el mismo sabor en el espacio debido a la falta de gravedad
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Objetivo 1 La carga eléctrica es una propiedad de la materia que permite cuantificar la pérdida o ganancia de electrones. La carga eléctrica q puede clasificarse como carga eléctrica positiva (protones) y carga eléctrica negativa (electrones).
Los fenómenos eléctricos se atribuyen a la separación de las cargas eléctricas del átomo y su movimiento. Por esta razón el concepto de carga eléctrica es la base para definir los fenómenos eléctricos.
el principio de conservación de la carga establece que no hay destrucción ni creación neta de carga eléctrica, y afirma que en todo proceso electromagnético la carga total de un sistema aislado se conserva. En un proceso de electrización, el número total de protones y electrones no se altera, sólo existe una separación de las cargas eléctricas. Por tanto, no hay destrucción ni creación de carga eléctrica, es decir, la carga total se conserva. Pueden aparecer cargas eléctricas donde antes no había, pero siempre lo harán de modo que la carga total del sistema permanezca constante. Además esta conservación es local, ocurre en cualquier región del espacio por pequeña que sea.
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Objetivo 1
La experiencia ha demostrado que la carga eléctrica no es continua, o sea, no es posible que tome valores arbitrarios, sino que los valores que puede adquirir son múltiplos enteros de una cierta carga eléctrica mínima. Esta propiedad se conoce como cuantización de la carga y el valor fundamental corresponde al valor de carga eléctrica que posee el electrón y al cual se lo representa como e. Cualquier carga q que exista físicamente, puede escribirse como N x e siendo N un número entero, positivo o negativo. Vale la pena destacar que para el electrón la carga es -e, para el protón vale +e y para el neutrón, 0.
El rayo puede producir 3.750.000.000 de kilovatios de energía eléctrica. Alrededor del 75% de esta energía se disipa en forma de calor, elevando la temperatura del aire circundante a unos 27.000º F (aproximadamente 14.982 °C) y causando la expansión rápida del aire, lo cual produce ondas de sonido (trueno) que pueden ser oídas a 30 kilómetros de distancia.
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Objetivo 1
Una varilla metálica sostenida con la mano y frotada con una piel no resulta cargada. Sin embargo, es posible cargarla si se la provee de un mango de vidrio o de ebonita y el metal no se toca con las manos al frotarlo. La explicación es que las cargas se pueden mover libremente en los metales y el cuerpo humano, mientras que en el vidrio y la ebonita no pueden hacerlo.
Esto se debe a que en ciertos materiales, típicamente en los conductores , los electrones más alejados de los núcleos respectivos adquieren libertad de movimiento en el interior del sólido. Estas partículas se denominan electrones libres y son el vehículo mediante el cual se transporta la carga eléctrica. Estas sustancias se denominan conductores.
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Objetivo 1
1. ¿Que es un átomo? 2. ¿Cuáles son las 4 fuerzas de la naturaleza? 3. ¿Que es una carga eléctrica? 4. ¿Un instrumento de conservación de carga? 5. ¿Mencione algunos conductores y aisladores de carga? Física
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Objetivo 2
s el flujo de portadores de carga eléctrica, normalmente a través de un cable metálico o cualquier otro conductor eléctrico, debido a la diferencia de potencial creada por un generador de corriente.
La ecuación que la describe en electromagnetismo, en donde es la densidad de corriente de conducción y es el vector perpendicular al diferencial de superficie o es el vector unitario normal a la superficie y dS es el diferencial de superficie, es
Históricamente, la corriente eléctrica se definió como un flujo de cargas positivas y se fijó el sentido convencional de circulación de la corriente como un flujo de cargas desde el polo positivo al negativo. Sin embargo posteriormente se observó, gracias al efecto Hall, que en los metales los portadores de carga son negativas, estos son los electrones, los cuales fluyen en sentido contrario al convencional. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético.
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Objetivo 2
En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de la intensidad de corriente eléctrica es el amperio, representado con el símbolo A. El aparato utilizado para medir corrientes eléctricas pequeñas es el galvanómetro. Cuando la intensidad a medir supera el límite de los galvanómetros se utiliza el amperímetro.
Electricidad en la naturaleza: Puede producir deformaciones en el medio ambiente como vemos en la foto.
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Objetivo 2
Sabemos que la corriente eléctrica es el flujo de carga entre dos puntos de un material conductor, es lógico que nos podamos preguntar... ¿ y cómo de rápido se desplazan dichas cargas?. Para responder a esta pregunta, la Física establece una nueva magnitud que determina la rapidez con la que la carga fluye a través de un conductor. Dicha magnitud recibe el nombre de intensidad de corriente eléctrica o simplemente intensidad de corriente.
La intensidad de corriente (I) que circula por un conductor es la cantidad de carga (q) que atraviesa cierta sección de dicho conductor por unidad de tiempo (t). I=qt
La intensidad de corriente en el S.I. es el amperio (A), en honor del físico francés André-Marie Ampère (17751836). De esta forma un amperio es la intensidad de corriente que se produce cuando por la sección de un conductor circula una carga de un culombio cada segundo.
1 amperio = 1 culombio1 segundo Al igual que el culombio, el amperio se trata de una unidad muy grande, por lo que es común utilizar submúltiplos de esta
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Objetivo 2
Para que se origine la corriente eléctrica es necesario que en el generador se produzca una fuerza electromotriz que cree una diferencia de potencial entre los terminales o polos del generador. A esta diferencia de potencial se le llama tensión o voltaje y se mide en VOLTIOS (V). La cantidad de electricidad que pasa por un conductor en un segundo se llama intensidad de la corriente y se mide en AMPERIOS (A). La dificultad que ofrece el conductor al paso de una corriente eléctrica se llama resistencia eléctrica y se mide en OHMIOS (Ω).
la corriente eléctrica se mide en lo que se La unidad que nos mide la diferencia de denomina amperios, simbolizado con la letra “A” potencial o tensión es el VOLTIO (V) mayúscula. Y se le llama amperio en homenaje al llamado así en honor al físico italiano físico francés, André-Marie Ampère Volta, que descubrió la pila eléctrica. Para 1 Amperio = 1 Voltio / 1 Ohmio grandes potenciales se emplea el 1 Voltio = 1 Amperio * 1 Ohmio KILOVOLTIO y en los pequeños el 1 Ohmio = 1 Voltio / 1 Amperio MILIVOLTIO. La unidad de intensidad es el Amperio (A), como 1 KILOVOLTIO = 103 Voltios en electrónica esta es una unidad muy grande para 1 MILIVOLTIO = 10-3 Voltios las corrientes que normalmente se controlan, 1 V = 0.001 KV = 1.000 mV definiremos sus submúltiplos mas empleados: 1 MILIAMPERIO = 10-3 Amperios El vatio (W) es la potencia que consume un 1 MICROAMPERIO = 10-6 Amperios elemento al que se le ha aplicado una tensión de 1 A = 1.000 mA = 1.000.000 uA un voltio y circula por el una intensidad de un amperio. W=A*VyW=E*I A = Amperios V = Voltios
La unidad de medida de la resistencia eléctrica es el OHMIO (W), nombre dado en honor del físico alemán Ohm. Al ser una pequeña cantidad se emplean sus múltiplos: 1 KILOOHMIO = 103 Ohmios 1 MEGAOHMIO = 106 Ohmios 1 OHMIO = 0.001 K = 0.000001 M
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Objetivo 2
Circuitos En Serie Los circuitos en serie son aquellos que disponen de dos o más operadores conectados uno a continuación del otro, es decir, en el mismo cable o conductor. Dicho de otra forma, en este tipo de circuitos para pasar de un punto a otro (del polo - al polo +), la corriente eléctrica se ve en la necesidad de atravesar todos los operadores. En los circuitos conectados en serie podemos observar los siguientes efectos: A medida que el número de operadores receptores que conectamos aumenta (en nuestro caso lámparas), observaremos como baja su intensidad luminosa. Cuando por cualquier causa uno de ellos deja de funcionar (por avería, desconexión, etc), los elementos restantes también dejarán de funcionar, es decir, cada uno de ellos se comporta como si fuera un interruptor. En los circuitos en serie se cumplen las siguientes condiciones: La intensidad que circula por el circuito es siempre la misma. La resistencia total del circuito es la suma de las resistencias de los receptores. El voltaje total del circuito es la suma de los voltajes de cada receptor. Un físico muy famoso en el estudio de la electricidad y de los circuitos eléctricos fue Ohm.
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Objetivo 2 Un circuito en paralelo es aquel que dispone de dos o más operadores conectados en distintos cables. Dicho de otra forma, en ellos, para pasar de un punto a otro del circuito (del polo - al polo +), la corriente eléctrica dispone de varios caminos alternativos, por lo que ésta sólo atravesará aquellos operadores que se encuentren en su recorrido. En los circuitos conectados en paralelo podemos observar los siguientes efectos: Los operadores (en este caso lámparas) funcionan con la misma intensidad luminosa. La desconexión o avería de un operador no influye en el funcionamiento del resto. En los circuitos en paralelo se cumplen las siguientes condiciones: La intensidad que circula por el circuito no es la misma, ya que atraviesa caminos distintos. El voltaje es el mismo en todo el circuito. La inversa de la resistencia total del circuito es igual a la suma de las inversas de las resistencias de cada operador.
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Objetivo 2
Los circuitos mixtos son aquellos que disponen de tres o más operadores eléctricos y en cuya asociación concurren a la vez los dos sistemas anteriores, en serie y en paralelo. En este tipo de circuitos se combinan a la vez los efectos de los circuitos en serie y en paralelo, por lo que en cada caso habrá que interpretar su funcionamiento
Concepto De Cortocircuito El cortocircuito es un caso excepcional del circuito en paralelo en el que al menos uno de los caminos o recorridos posibles de la corriente eléctrica no tiene ningún receptor.
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Objetivo 2
Un led (del acrónimo inglés LED, light-emitting diode: ‘diodo emisor de luz’; el plural aceptado por la RAE es ledes) es un componente opto electrónico pasivo y, más concretamente, un diodo que emite luz. Los ledes se usan como indicadores en muchos dispositivos y en iluminación. Los primeros ledes emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojo, visible y ultravioleta. Debido a su capacidad de operación a altas frecuencias, son también útiles en tecnologías avanzadas de comunicaciones y control. Los ledes infrarrojos también se usan en unidades de control remoto de muchos productos comerciales incluyendo equipos de audio y video. El funcionamiento físico consiste en que, un electrón pasa de la banda de conducción a la de valencia, perdiendo energía. Esta energía se manifiesta en forma de un fotón desprendido, con una amplitud, una dirección y una fase aleatoria. Representación simbólica del diodo LED
A(p)
C ó K (n)
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Objetivo 2 La diferencia de potencial varía de acuerdo a las especificaciones relacionadas con el color y la potencia soportada. En términos generales puede considerarse: * Rojo = 1 V * Rojo alta luminosidad = 1,9V * Amarillo = 1,7V a 3V * Verde = 2,4V * Verde alta luminosidad = 3,4V * Naranja = 2,4V * Blanco brillante = 3,4V * Azul = 3,4V * Azul 430nm = 4,6V * Blanco = 3,7V
Sonrisas LED, no puedo decir más; los japoneses siempre me dejan sin palabras cuando se trata de tech-fashion. Según BITS estas sonrisas LED creadas por los diseñadores Motoi Ishibashi —a cargo delhardware— y Daito Manabe —a cargo del software—, pueden ser programadas para cambiar de color y frecuencia en tu computadora fácilmente, para después ser instaladas en tu boca.
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Objetivo 2
s toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica. A.- Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja resistencia. B.- Electrones fluyendo por un mal conductor. eléctrico, que ofrece alta resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular libremente y, como consecuencia, generan calor. Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito eléctrico de una forma más o menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a su paso. Mientras menor sea esa resistencia, mayor será el orden existente en el micromundo de los electrones; pero cuando la resistencia es elevada, comienzan a chocar unos con otros y a liberar energía en forma de calor. Esa situación hace que siempre se eleve algo la temperatura del conductor y que, además, adquiera valores más altos en el punto donde los electrones encuentren una mayor resistencia a su paso.
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Objetivo 2
La unidad de medida de la resistencia eléctrica es el OHMIO (Ω), nombre dado en honor del físico alemán Ohm. Al ser una pequeña cantidad se emplean sus múltiplos:
1 KILOOHMIO = 103 Ohmios 1 MEGAOHMIO = 106 Ohmios 1 OHMIO = 0.001 K = 0.000001 M
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Objetivo 2
1. ¿Defina Corriente Eléctrica? 2. ¿Unidades de medida eléctrica? 3. ¿Diferencia entre circuito en serie y paralelo? 4. ¿Defina un LED? 5. ¿Como medir la intensidad de un LED? Física
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Objetivo 3
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Objetivo 3
Voy a estudiar y construir un circuito eléctrico simple ¿Qué necesito para hacerlo? ¿Qué puedo hacer con el? ¿Cómo puedo dibujar el circuito con símbolos?
Ahora si
Una linterna
Un Ventilador
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Objetivo 3
1. ¿Como diseño o armo un circuito eléctrico? 2. ¿Composición de un circuito básico? 3.¿Características de un Circuito paralelo? 4.¿Que es un Circuito mixto? 5.¿Diferencia entre un circuito en serie y un circuito simple? Física
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Curiosidades de la Física
El chofer de Einstein Se cuenta que en los años 20 cuando Albert Einstein empezaba a ser conocido por su teoría de la relatividad, era con frecuencia solicitado por las universidades para dar conferencias. Dado que no le gustaba conducir y sin embargo el coche le resultaba muy cómodo para sus desplazamientos, contrató los servicios de un chofer. Después de varios días de viaje, Einstein le comentó al chofer lo aburrido que era repetir lo mismo una y otra vez. "Si quiere", le dijo el chofer, "le puedo sustituir por una noche. He oído su conferencia tantas veces que la puedo recitar palabra por palabra." Einstein le tomó la palabra y antes de llegar al siguiente lugar, intercambiaron sus ropas y Einstein se puso al volante. Llegaron a la sala donde se iba a celebran la conferencia y como ninguno de los académicos presentes conocía a Einstein, no se descubrió el engaño. El chofer expuso la conferencia que había oído a repetir tantas veces a Einstein. Al final, un profesor en la audiencia le hizo una pregunta. El chofer no tenía ni idea de cual podía ser la respuesta, sin embargo tuvo un golpe de inspiración y le contesto: "La pregunta que me hace es tan sencilla que dejaré que mi chofer, que se encuentra al final de la sala, se la responda".
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