Últimas noticias
Últimas noticias
¡Bienvenidos al ciclo lectivo 2022! Soy la profesora Luz Carrizo y conmigo cursarán la materia Introduccion a la Fisica correspondiente al 4º año del Secundario.
Datos de la asignatura:
Nivel: Secundario Superior
Escuela: Instituto Juan Bautista Alberdi
Curso: 4°
Asignatura: Introducción a la Física
Docente: Prof. Luz Carrizo
FAMILIAS: ante cualquier consulta que tengan sobre la dinámica de trabajo de la materia, comunicarse con preceptoría.
Tel: 11-6878-2060 Correo: yohana.delapiaza@institutoalberdi.org
UNIDAD DE REPASO
CONCEPTO DE ENERGÍA:
La energía es clave para nuestro desarrollo, debido a que necesitamos de ella para sobrevivir y avanzar. Por lo tanto, ¿Cómo podríamos definir qué es la energía?
De manera coloquial podríamos decir que la energía es eso que necesitamos, por ejemplo: para levantarnos todas las mañanas de la cama y asistir a clases, o cuando desayunamos haciendo esta comida para obtener energía necesaria para afrontar un periodo de tiempo. Intercambiar opiniones, experiencias y nociones en donde los alumnos ejemplifiquen la utilización de la energía.
La palabra energía es de origen griego y significa fuerza de acción/fuerza de trabajo, posee varias definiciones que se relacionan con la capacidad para transformar o poner en movimiento.
En física energía significa la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios propios o en otros cuerpos. Definiendo a la energía entonces como la capacidad de funcionamiento.
Se utilizará una unidad de medida para cuantificar la energía y ella es el joule (J), en honor a James Prescott Joule.
Investigar quien fue esta personalidad destacada para la próxima clase.
Magnitudes (medida de algo conforme a una escala determinada)
Magnitud física: es todo aquello que se puede medir.
Magnitud fundamental: aquellas que no pueden ser definidas o expresadas mediante a otras. (ejemplo: largo de una mesa, tiempo para cocinar algo se calcula con un instrumento de medición cronometro, regla, etc. no necesito de u formula.
Magnitud derivada: aquellas que pueden ser expresadas en función de varias magnitudes fundamentales. Necesito más de una magnitud para conocer algo que me están pidiendo. Por ejemplo, la rapidez que debo de tener al correr, allí calculo la longitud y el tiempo. El área y el volumen por ejemplo también son una magnitud derivada ya que necesito de una fórmula para conocer las mismas.
Sistemas de unidades
Es un conjunto pequeño de magnitudes derivadas y fundamentales. En cada sistema de unidad el valor numérico de la magnitud será distinto, ya que las unidades que se eligen son distintas.
Los sistemas que más se utilizan son:
-
Sistema internacional (S.I)
-
Sistema Cegesimal (S.G.S)
-
Sistema Inglés de medición.
Equivalencias entre unidades
Para realizar el pasaje de una longitud de unidad a otra, hay que multiplicar o dividir dicha longitud por diez. Miriámetro, kilometro, hectómetro, decámetro, metro, decímetro, centímetro, milímetro.
Ejercicios:
3,7 hm= 150 cm = 0,005mam=
20 dm= 0,0032 mam= 8,5 dam=
185m = 6,24 km= 0,0092 m=
Análisis Vectorial
Magnitudes Escalares: son aquellas que solo presentan módulo más su unidad de medida. Ejemplos de ellas son el tiempo, área, energía, longitud. 5 segundo. Siendo 5 el número y segundos la unidad.
Magnitud Vectoriales: aquellas que además de poseer módulo y unidad de medida tienen dirección y sentido. Proporcionan mucha información física. Ejemplos de estas magnitudes son el desplazamiento, aceleración, velocidad y fuerza.
Desplazamiento distinto de trayectoria. Desplazamiento es un vector que une el punto de inicio con el punto final (es recto) (MV), en cambio la trayectoria es el camino recorrido (ME).
Rapidez distinta de velocidad. Rapidez (ME) y Velocidad (MV).
Representación de un vector
Un vector se representa por un segmento de recta orientada, posee un sentido que se señala mediante una flecha. Un vector se define por su dirección, sentido y su extensión.
Características:
La longitud de la flecha representa la magnitud o el módulo del vector. La dirección del vector en la línea en la que se encuentra. El sentido es indicado por la flecha.
Práctica:
1. Indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes preposiciones:
- La altura de un edificio es una magnitud física escalar ….
- La velocidad es una magnitud física escalar ….
- La fuerza es una magnitud física fundamental ….
- La aceleración es una magnitud física vectorial ….
2. Relacione la cantidad física con la unidad correspondiente
Presión N
Fuerza s
Tiempo Pa
3. Indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes preposiciones:
- El kilómetro es la unidad de longitud ….
- El joule es la unidad de energía ….
-El gramo es la unidad de masa ….
4. Señale la relación incorrecta
-
Masa-Kilogramo
-
Presión-pascal
-
Trabajo-Newton
-
Energía-joule
-
Tiempo-segundo
5. Convertir de m a km
s h
-
20 m/s
-
35 m/s
-
42 m/s
6. Señale el número de magnitudes físicas que se observan en las siguientes proposiciones:
- Estatura de una persona.
- Perímetro de una pizarra.
- Altura de catarata.
- Distancia de tu casa al colegio.
-
1 b) 2 c) 3
-
4 e) 5
Para averiguar y contestar en el cuaderno:
La “longitud” es la magnitud física que más ha sufrido cambios a través de la historia en cuanto a su unidad de medida. Investigar acerca de esta evolución y responde a la siguiente pregunta:
- ¿Qué unidades se utilizaban en la antigüedad para medir la longitud?
- ¿Cómo ha variado y cuál es la definición actual de “metro”
Vectores:
-
En ocasiones los vectores pueden escribirse de la forma:
donde a es la primera componente y b la segunda componente
y se les conoce como vectores canónicos.
Operaciones con vectores:
Las operaciones matemáticas que pueden aplicarse a las coordenadas de los vectores son la suma, resta y multiplicación por un escalar (número).
Suma de vectores
Resta de vectores
Multiplicación por un escalar
Actividades
Actividades
*¿Qué objetos conocen que se utilizan habitualmente y cuyo funcionamiento se basa en la palanca?
*Piensen en cómo funciona un molino. ¿Qué máquinas simples posee?
*Los tiempos entre descubrimientos en torno a la energía se fueron acortando con el correr de los años ¿Por qué creen que esto es así?
Energía Térmica
La energía térmica conocida también como energía calórica o calorífica es la que se manifiesta en forma de calor.
Esta es producto del movimiento de los átomos por ello se trata de una manifestación de energía interna en un
sistema, siendo esta la energía cinética acumulada de las partículas.
Esta energía es medida en Joules, aunque también es usual hacer referencia a Calorías.
Ejemplo: 4,18 Joules es la cantidad de energía calórica necesaria para elevar un grado centígrado un gramo de
agua.
La cantidad de energía térmica dada en un sistema tiene relación directa como la temperatura que se da en éste.
Ejemplo: mientras más energía térmica (calor) se introduzca en un recipiente con agua más elevada será su
temperatura, hasta que alcance un cambio en su fase, el agua se evaporara pasando de en estado líquido a uno
gaseoso.
Coloquialmente se asocia la idea de calor con temperatura, sim embargo estos dos conceptos difieren.
Temperatura en cualquier cuerpo la temperatura es definida como la velocidad media en que se mueven las
partículas a nivel atómico o molecular. La temperatura se vincula con la energía cinética o vibracional interna de
los cuerpos y lo que indica un nivel medio de agitación de las partículas. Para medir la temperatura es necesario
usar un termómetro, siendo el mismo un instrumento de medición el cual posee un sistema de referencia y una
escala. Las escalas más utilizadas son los grados Kelvin y Celsius.
Calor es una de las formas de intercambio de energía entre dos sistemas; puede hacer que la temperatura suba o
baje, pero no mide ninguna propiedad de los objetos. No es una forma de energía sino un procedimiento de
transferencia de energía térmica y puede ser medida mediante un calorímetro, un dispositivo capaz de calcular la
cantidad de calor que absorbe o cede un cuerpo al cambiar de temperatura. Las unidades de calor más utilizadas
son la caloría y el joule.
Trasferencia de la energía térmica
Transferencia de calor por conducción: se produce por
ejemplo cuando dos cuerpos que están a diferentes
temperaturas se ponen en contacto, se produce una
transferencia de energía por conducción. Se relaciona con
la capacidad que tienen las moléculas de un cuerpo de
trasferir el movimiento cinético a otros adyacentes o a las
del cuerpo con el que está en contacto.
Ejemplo: cuando cocinamos en una sartén, si dejamos un
cubierto metálico apoyado en el borde, luego al agarrarlo
notaremos que se ha calentado (incluso podemos quemarnos). El calor se ha transferido de la sartén al cubierto
por conducción.
También ocurre cuando, por accidente, tocamos la sartén caliente con la mano: el calor se transferirá a nuestra
piel por contacto causándonos una quemadura.
Trasferencia de calor por convección: se produce cuando un cuerpo
caliente entra en contacto con otro más frío, dando espacio para que el
calor se transmita y se equilibren sus temperaturas. La convección es
el transporte de calor por medio de un movimiento de fluido, sea
gaseoso o líquido.
Ejemplo: una olla con agua que es calentada sobre una hornalla, en
donde se observa una diferencia de temperatura del agua que está más
cerca de la fuente de calor (en el fondo de la olla) y la que se
encuentra en la superficie.
Trasferencia de calor por radiación: la energía térmica es desplazada mediante ondas electromagnéticas como ocurre con la energía solar. El sol no es la única fuente emisora de radiación térmica.
A diferencia de lo que sucede con la conducción y convección el intercambio
energético se da sin que necesidad que los sistemas entren en contacto.
Ejemplo: encender la calefacción, el aire es irradiado de calor y la temperatura sube.
Todos los objetos emiten radiación, pero el intercambio de energía es mayor
cuanto mayor es la temperatura del cuerpo emisor.
Actividades
*¿Cuál es la diferencia entre calor y temperatura?
*¿Qué mide un termómetro y qué, un calorímetro?
*Realiza un pequeño cuadro en modo de resumen sobre las distintas trasmisiones de calor.
*Explicar el siguiente fenómeno y que tipo de transferencia se produce: “Al introducir una cuchara de metal en agua
caliente, se nota que ele calor llega a nuestra mano”
La generación de la energía en la naturaleza
Cuando los científicos descubrieron que los núcleos de los átomos podían unirse y dividirse, observaron que en ambos casos liberaran una cantidad enorme de energía. Las reacciones nucleares no solo se producen dentro de centrales nucleares, estas reacciones se producen de manera espontánea en la naturaleza.
Partículas elementales
Nuestros cuerpos, los objetos, el aire y casi toda la materia presente en el universo están compuestos por átomos. Estos están formados por un núcleo, que representa toda su masa, constituido por neutrones (partículas eléctricamente neutras) y protones (con carga eléctrica positiva). En torno al núcleo se mueven los electrones cargados negativamente.
Hasta la década del 70, los protones, neutrones y electrones eran considerados partículas elementales, es decir las porciones más pequeñas en que podía dividirse la materia.
*Averiguar, ¿Qué descubrieron los científicos posteriormente?
Neutrones, protones y electrones
El átomo está compuesto por una parte central, el núcleo y por una exterior o corteza. En el núcleo se encuentran los protones (p), de carga +. Los protones poseen la misma carga y no se repelen, esto ocurre porque se encuentran dos fuerzas nucleares llamadas fuerza débil y fuerte.
La fuerza débil es la responsable de estabilizar al núcleo cuando en él hay muchos nucleones.
La fuerza fuerte es la a traccione entre nucleones vecinos (protones y neutrones), que los mantienen unidos, venciendo la repulsión entre protones y juntando a los neutrones entre sí.
En la corteza se hallan los electrones (e-) de carga – que ordenados en distintas orbitas giran alrededor del núcleo. La razón de que esto suceda es la interacción electromagnética dada por la diferencia de carga entre protones y electrones conocida como la fuerza de coulomb.
Los protones y electrones tienen la misma masa, mientras que la de los electrones es unas 2000 veces más pequeña. A pesar de su reducida masa los electrones son fundamentales en fenómenos físicos como la electricidad y el magnetismo.
*¿Cómo se compone un átomo? Realizar un dibujo de dicha estructura.
Explicación del nacimiento y fallecimiento de una estrella:
Circuitos eléctricos
La electricidad es una forma versátil de energía puede convertirse en movimiento (ventilador), en calo (secador de pelo), en luz (lamparita), en frio (heladera), en sonidos (equipo de música) y en ondas electromagnéticas (microondas). ¿Cómo se trasmite? ¿Mediante a qué materiales?
Carga eléctrica la carga depende la proporción de electrones y protones que tengan los átomos en un material.
Es positiva cuando son más los protones que electrones y es negativa en su mayoría son electrones. La unidad de
medida es el coulomb (C).
Cuando dos cuerpos poseen distinto tipo de carga de atraen. Pero los cuerpos tienden a estar neutros, es decir a descargarse. Si tenemos dos cuerpos, cuerpo A y cuerpo B unidos entres sí, y A tiene un exceso de electrones (carga -) y a B le faltan (carga +), los electrones de A tienden a ir hacia B. Ese movimiento de electrones supone de presencia de energía y es lo que se denomina corriente eléctrica. Siendo dicha corriente eléctrica un movimiento de cargas.
Conductores y aislantes eléctricos
Para que exista un movimiento de cargas es necesario que exista un medio material. Es posible distinguir dos tipos de materiales:
. Conductores: que facilitan la circulación de electrones, como el cobre, aluminio, hierro, plata, oro y plomo.
. Aislantes: en los cuales los electrones se mueven con mucha dificultad, como la goma, madera, cerámico plástico, vidrio y corcho.
La temperatura es un factor que influye en la capacidad de conducción de los materiales.
Ejemplo: un metal a alta temperatura resulta peor conductor que uno que se encuentra a temperatura ambiente, el
calor aumenta la energía cinética de las moléculas del material lo que dificulta el flujo de electrones.
