CIENCIAS NATURALES - southamericanuniversity.org · 102 Ciencias Naturales - Octavo Grado En esta primera unidad profundizarás en el conocimiento de las ciencias naturales. Haremos

Objetivos de la unidad Identificarás y describirás con interés los pasos del método científico experimental y las etapas de la investigación, realizando algunos experimentos con el propósito de relacionarlos, aplicarlos y explicarlos como herramientas de la actividad científica.

Analizarás y resolverás con creatividad e interés problemas relacionados con la cinemática, que permitan valorar la importancia de los postulados como fundamentos que han contribuido a mejorar la calidad de vida del ser humano.

Resolverás problemas de movimiento, trabajo y potencia, experimentando situaciones reales de la vida cotidiana a fin de facilitar su aplicación en el desarrollo de actividades laborales o domésticas.

Analizarás con iniciativa y experimentarás los principios fundamentales de hidrostática, resolviendo problemas para valorar sus implicaciones en la hidráulica y la navegación.

LAS CIENCIAS NATURALES

CIENCIAS NATURALESUnidad 1

102 Ciencias Naturales - Octavo Grado

En esta primera unidad profundizarás en el conocimiento de las ciencias naturales. Haremos un recorrido por los conocimientos que dieron origen a sus diferentes ramas y comprenderás aspectos interesantes en el campo del movimiento, la fuerza, el trabajo, la potencia y el efecto de la presión en los sólidos, líquidos y gases.

Introducción al proyecto

La unidad uno de Ciencia, Salud y Medio Ambiente te proporciona la oportunidad de contribuir al bienestar del mundo, de tu familia, de tu persona y de tu economía. Aprenderás a ahorrar la energía que consumen los aparatos eléctricos de tu casa, lo que significa bienestar para tu bolsillo y para el medio ambiente. Para ello, vas a realizar un proyecto muy interesante: elaborarás un plan de eficiencia energética para implementarlo en tu casa. Es fácil, y comenzarás por revisar tu recibo de energía eléctrica, luego harás un conteo de los equipos de tu casa que conectas a la red de electricidad e identificarás en cuáles hay más desperdicio según las horas en que los utilizas o si permanecen encendidos innecesariamente.

Ciencias Naturales

Física

Energía

Movimiento Fuerza Trabajo y potencia Presión

AstronomíaQuímica GeologíaBiología

Método científico(Proporciona Método de

investigación)

103Octavo Grado - Ciencias Naturales

Motivación

Primera Unidad Lección 1¿QUé SON LAS CIENCIAS NATURALES?

En la Antigüedad era posible que un solo ser humano pudiera poseer todo el conocimiento de su época. Con mucho esfuerzo y dedicación, grandes hombres que se dedicaron al estudio de las cosas que les rodeaban o que podían observar y fueron convirtiéndose en sabios que llegaban a sorprender con su enorme conocimiento. A medida que se hacían más descubrimientos fue imposible que una sola persona pudiera asimilarlo todo. Entonces se hizo necesario agrupar los conocimientos de acuerdo a su objeto de estudio y así, poco a poco, fueron definiéndose las ciencias.

Piensa y contesta:

¿Qué es el conocimiento científico?¿Cómo se clasifican las ciencias?¿Existe algún método para desarrollar el conocimiento científico?

Describirás con interés y clasificarás en forma correcta algunas ramas de las ciencias naturales, su objeto de estudio y las relaciones existentes entre ellas.

Indagarás, explicarás con disposición y aplicarás el método científico experimental.

La palabra ciencia se origina del latín “scientia,” que significa conocimiento. Hoy en día, las ciencias son las diversas ramas del saber humano que pueden distinguirse y clasificarse por su objeto de estudio diferente y por su método de búsqueda del saber o la verdad.

Las ciencias pueden clasificarse en:

1. Ciencias puras o formales: son aquellas que no tienen en cuenta su aplicación práctica. Utilizan la deducción como método de búsqueda de la verdad. Ejemplo: lógica, matemática, etc.

Aplicarás con responsabilidad las etapas de la investigación científica al realizar experimentos de física, química y biología, mostrando un orden lógico.

2. Ciencias aplicadas o fácticas: constituyen el conjunto de ciencias que se caracteriza por su aplicación práctica. Se encargan de estudiar los hechos. Ejemplo: aeronáutica, agricultura, astronomía, informática, ciencias de la educación, ciencias de la salud, etc. Las ciencias fácticas pueden ser naturales o sociales. Las ciencias sociales o humanas son aquellas que estudian los aspectos sociales del ser humano. El método de investigación depende de cada disciplina en particular. Ejemplo: antropología, economía, historia, sociología, etc.

Indicadores de logro:

UNIDAD 1


Las ciencias naturales son todo un conjunto de ciencias que estudian quitar los fenómenos naturales mediante la aplicación de diferentes métodos y el apoyo de las ciencias formales, para establecer el razonamiento lógico, a fin de explicar los fenómenos de la naturaleza.

El ser humano observa y luego indaga acerca del medio que lo rodea. Al profundizar en lo que busca se van creando las diferentes áreas de conocimientos especializados como resultado de aplicar el método científico, entre otros, para hallar la respuesta a las interrogantes que se plantea.

¿Cuál ha sido el desarrollo de las ciencias naturales?

Al principio, las observaciones y las interrelaciones de las experiencias proporcionaban el conocimiento de la naturaleza. En la época de Pitágoras, un gran matemático de la Antigua Grecia (años 580 – a 500 a. de C.) solo se reconocían cuatro ciencias: aritmética, geometría, música y astronomía. Pero en los tiempos de Aristóteles (años 384—322 a. de C.), ya se habían agregado la mecánica, la óptica, la física, la meteorología y la botánica.

Siglos después, los contemporáneos de Renato Descartes, en el siglo XVII, lo vieron presentar el árbol de las ciencias que observas a continuación:

Ramas de las ciencias naturales

Astronomía

Esta ciencia trata acerca de la investigación de los planetas, las galaxias, los cometas, los satélites y el universo en general. Podemos afirmar que la astronomía es el estudio de los objetos del espacio y de los fenómenos que suceden fuera de la atmósfera terrestre. Todas las civilizaciones antiguas estudiaron, en mayor o menor medida, los fenómenos que observaron en el cielo; pero fue a partir de la invención del telescopio

De acuerdo a Descartes, ¿cuál es la ciencia base de todas las demás? ¿Cuáles son las nuevas ciencias que cobija este árbol?

Los conocimientos de la naturaleza son tan amplios y estudian tantos fenómenos que fue necesario hacer una división para comprender o mejor.

a) Escribe algunas ramas de las ciencias naturales en la siguiente tabla según corresponda.

Las ciencias naturales y su método

por Galileo Galilei en el siglo XVII que comenzó a utilizarse el método científico en esta área del saber humano. Nicolás Copérnico se considera el Padre de la Astronomía Moderna, él afirmó que era la Tierra la que giraba alrededor del Sol, y no al revés, como se creía en el siglo XV. En la actualidad los sofisticados observatorios estelares permiten un avance continuo de la astronomía.

v Actividad 1

El árbol de la ciencia de Descartes: en la raíz ubica la metafísica, en el tronco la física y en las ramas, las demás ciencias, principalmente la medicina, la mecánica y la moral.

la medicina

la moral

la física

la metafísica

la mecánica

Física BiologíaQuímica

UNIDAD 1


Física

Es la ciencia de la naturaleza en un sentido muy amplio. Estudia las propiedades de la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones. La física no es sólo una ciencia teórica, es también una ciencia experimental. Como toda ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros. A la física la han alimentado los trabajos de personas tan notables como Isaac Newton, Galileo Galilei, Albert Einstein, Robert Hooke, entre otros. La física ha sido clave en el desarrollo del mundo moderno, contribuyendo así a mejorar la calidad de vida de las personas. Por ejemplo, la investigación en óptica ha ayudado para que las personas con problemas visuales puedan tener los lentes adecuados a su necesidad.

Geología

Es la ciencia que estudia la composición, estructura y dinámica del planeta Tierra. Mediante la investigación en Geología, los científicos han llegado a comprender con bastante detalle cómo es la estructura de nuestro planeta. Los geólogos estudian y explican fenómenos como las erupciones volcánicas y también los movimientos de las capas de la Tierra que producen los terremotos.

Geografía

Ciencia que estudia la distribución y disposición de los elementos en la superficie terrestre. El estudio de la geografía comprende tanto el medio físico como la relación de los seres humanos con ese medio, es decir, los rasgos que son propiamente geográficos como el clima, los suelos, las formas de relieve, el agua o las formaciones vegetales, junto con los elementos que estudia la geografía humana.

Química

Es la ciencia encargada de estudiar la composición, propiedades y estructuras de las sustancias materiales, la forma como interactúan y los efectos que se producen sobre ellas cuando se les añade o extrae energía en cualquiera de sus formas. Desde que el ser humano habita en esta Tierra ha sido testigo de la transformación de sustancias, por ejemplo, la descomposición de las frutas o los cambios de estado del hielo al derretirse; estos hechos se empezaron a indagar dentro del

inconsciente de las personas y tuvo como producto la búsqueda de sus causas.

a) Investiga algunos fenómenos cotidianos que estén dentro del campo de la química.

Actividad 2

Bioquímica

Es la ciencia que estudia las sustancias presentes en los organismos vivos, tales como las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos y otros compuestos que forman parte de las células y tejidos, los cuales intervienen en las reacciones químicas que les permiten crecer, nutrirse, reproducirse, utilizar y almacenar energía.

Biología.

La palabra biología proviene del griego “bios” que significa vida y “logos” que significa estudio, por lo cual el término biología significa: Estudio de la vida. Es una de las ciencias naturales que tiene como objeto de estudio a los seres vivos y, más específicamente, su origen, nutrición, reproducción, su evolución y sus propiedades, entre otros. Se ocupa tanto de la descripción de las características y de los comportamientos de los organismos individuales como de las especies en su conjunto, así como de la reproducción de los seres vivos y de las interacciones entre ellos y el entorno.

UNIDAD 1


Mencionar la rama de las ciencias naturales que está relacionada en cada caso:a) Estudia cómo funciona el tubo digestivo de un insecto.b) Investiga y analiza de los cromosomas de una especie.c) Estudia e investiga de la contaminación en un río.

Zoología

Es la rama de la biología que estudia a los animales y grupos afines. La zoología puede tener una rama general, que se dedica a la morfología, anatomía, histología, embriología, fisiología, ecología y etología animal. La rama especial se dedica a la clasificación sistemática, a la distribución geográfica (zoogeografía), a la paleontología (zoopaleontología), a la zoología aplicada (zootecnia) y a los diferentes grupos de animales específicamente.

Genética

Es una rama de las ciencias biológicas, cuyo objeto es el estudio de los patrones de herencia, del modo en que los rasgos y las características se transmiten de padres a hijos. Explica por qué nos parecemos a nuestros padres, y porqué se parecen las diferentes especies entre sí.

Ecología

Es la ciencia que estudia los seres vivos y su ambiente, la distribución y abundancia de los seres vivos, y cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre los organismos y su ambiente. El ambiente incluye las propiedades físicas que pueden ser descritas como la suma de factores abióticos locales, como el clima y la geología, y los demás organismos que comparten ese hábitat (factores bióticos). En 1869, el biólogo alemán Ernst Haeckel acuñó el término ecología, remitiéndose al origen griego de la palabra (oikos, casa; logos, ciencia, estudio o tratado). Según entendía Haeckel, la ecología debía encarar el estudio de una especie en sus relaciones biológicas con el medio ambiente.

Fisiología

Del griego physis, naturaleza, y logos, conocimiento, estudio. Es la ciencia biológica que estudia las funciones de los seres orgánicos. De acuerdo con el tipo de organismo vivo, podemos distinguir tres grandes grupos:

a) Fisiología animal y dentro de ésta, la fisiología humana

b) Fisiología vegetal

c) Fisiología bacteriana

Anatomía

Es la ciencia dedicada al estudio de las estructuras macroscópicas de los seres vivos, dejando así el estudio de los tejidos a la histología y de las células a la citología y biología celulares. La anatomía humana es un campo especial dentro de la anatomía general. Históricamente se tiene constancia de que la anatomía era enseñada por Hipócrates en el siglo IV antes de Cristo.

Botánica

Es una rama de la biología que trata del estudio de todo el reino vegetal desde el nivel celular, estableciendo las relaciones entre estructura y función, considerando cada género y especie como entes individuales. La botánica también estudia la distribución geográfica de las plantas en los distintos ecosistemas terrestres.

Actividad 3

UNIDAD 1


¿Qué le pasa a una mosca cuando hace frío? Preguntas como la anterior se hacen los zoólogos antes de iniciar sus experimentos y observaciones con el fin de investigar el mundo de los animales. Para descubrir la respuesta necesitas lo siguiente:

Un frasco con tapa de rosca Un martillo Un clavo Una mosca viva Una hielera

Procedimiento: Usa el martillo y el clavo para hacer orificios en la tapa

del frasco. Los agujeros deben ser pequeños. Coloca la mosca en el frasco y cierra la tapa. Pon el bote en la hielera durante dos minutos. Saca el frasco de la hielera.

a) ¿Qué observas? ¿Cómo está la mosca? b) Después de que han pasado cinco minutos, ¿qué

cambios notas en el comportamiento de la mosca?c) ¿Cuál es tu conclusión? d) ¿Qué opinas de la experimentación científica con seres

vivos? ¿Se justifica? ¿Por qué?

Actividad 4

Punto de apoyo

¿Existen relaciones entre una y otra ciencia?Muchas veces las diferencias entre las disciplinas de las ciencias naturales no son tan marcadas y entonces se interrelacionan y comparten áreas que benefician al conocimiento. Gran parte del progreso actual se debe a estas relaciones entre las ciencias. Por ejemplo los bioquímicos sintetizaron el ácido desoxirribonucleico (ADN). La cooperación entre biólogos y físicos logró la creación del microscopio electrónico.Ejemplos de ciencias interrelacionadas son la bioquímica, la química la física, la biofísica, la astroquímica, entre otras.

¿Cómo investigo y aprendo en las ciencias naturales?

Esta pregunta seguramente se la hicieron muchas personas a lo largo de los siglos. Las respuestas que obtuvieron a través de su trabajo hoy te sirven a ti.

Para el aprendizaje de las ciencias, así como para desarrollar una cultura científica es necesario que abordes los problemas utilizando el método científico.

El método científico es un procedimiento sistemático y una metodología para resolver problemas. Sigue una secuencia de pasos para realizar cualquier investigación:

1. Planteamiento del problema:Toda investigación tiene como punto de partida un problema observado que se quiera solucionar. Tienes que plantear el problema de investigación con una pregunta, de manera que conduzca a la investigación.

2. Formulación de hipótesis:Apoyándote en la observación de los hechos y de la realidad que rodea el problema, puedes formular o elaborar hipótesis acerca de la solución. La hipótesis es una suposición, una tentativa de explicación anticipada al problema de investigación.

3. Comprobación de la hipótesis:La comprobación de la hipótesis a través de la observación y la experimentación te dará los resultados necesarios para resolver el problema.

Ernst Haeckel

UNIDAD 1


Actividad 5

Materiales a utilizar: 2 plantas del mismo tipo, cada una en su maceta Vinagre Agua 2 botellas de un litro. 2 regaderas de jardín Regla Libreta, lápiz y bolígrafo

ProcedimientoMide el tamaño de cada planta antes de iniciar el experimento. Marca cada planta, una con la letra A y la otra con la letra B. En una botella llena hasta la mitad de vinagre y la otra parte de agua. Esta será tu solución ácida

Lluvia ácida: Es un fenómeno contaminante que se produce cuando se combina el vapor de agua de la atmósfera con los óxidos de azufre y de nitrógeno, formando ácido sulfúrico y ácido nítrico. La lluvia ácida

a) Ilustra mediante un esquema los pasos para el método científico experimental.

Aplicación del método experimentalLa lluvia ácida daña los vegetales al quitarles sus nutrientes y envenenarlos con sustancias tóxicas, pero también puede tener efectos directos sobre las plantas. Con la investigación que harás, observarás uno o más de los efectos directos que tiene la lluvia ácida sobre el crecimiento de las plantas y sobre su aspecto general.

presenta un pH menor que el de la lluvia normal o limpia. Causa daños a los cultivos, lo cual tiene un gran impacto en la economía de los pueblos.

4. Generalización y formulación de leyes y teoríasEs necesario generalizar los resultados a otras situaciones similares.

Llena una botella y vierte un litro de agua. Coloca la solución ácida en una regadera y agua en la otra. Deja las plantas en un lugar soleado por cinco días. Cada mañana riega la planta de la maceta A con solución ácida. Rocíala solo dos veces. Haz lo mismo con la planta de la maceta B, solo que rocíala con agua pura. a) Anota tus observaciones en la libreta y mide los cambios

en el tamaño de la planta. Describe con detalle lo que observas. Después de cinco días, elabora un reporte y entrégalo a tu profesora o profesor.

b) ¿Qué cambios notaste cada día?c) ¿Hubo variación en el tamaño de cada planta?d) ¿Cuál creció más y cual creció menos? ¿Por qué

ocurrió esto?e) ¿Qué crees que hace que ocurra la lluvia ácida? Generalización y formulación de leyes y teorías.f) ¿Cuáles son tus conclusiones sobre el efecto de la lluvia

ácida en el crecimiento de las plantas y en su aspecto general?

A B

Actividad 6

UNIDAD 1


Resumen

¿Cómo se clasifican las Ciencias?

Cienciasformales

División delas Ciencias

Cienciasfácticas

Cienciasnaturales

Cienciassociales

Lógica

Físicas

Aritmética

Geometría

Teoría de conjuntos

Álgebra

Matemática

Biológicas

Física

Biología

Economía

Botánica

Psicología

Química

Fisiología

Sociología

Zoología

Politología

Historia

Geología

Anatomía

Antropología

Genética

Geografía humana

Astronomía

Geografía física

UNIDAD 1


Autocomprobación

Las ciencias que estudian los hechos y cuyos conocimientos tienen aplicación práctica reciben el nombre de ciencias:a) puras.b) formales.c) mitocondriales.d) fácticas.

A las ciencias naturales pertenecen:a) la física, la química y la biología.b) la botánica, la zoología y

la antropología.c) la lógica, la fisiología y la sociología.d) la matemática, la astronomía y

la bioquímica.

Es una suposición, una tentativa de explicación anticipada a un problema de investigación:a) la hipótesis.b) la experimentación.c) la comprobación de la hipótesis.d) la problemática.

Ciencia que e studia los componentes químicos de los seres vivos:

a) Astroquímica. b) Anatomía. c) Bioquímica. d) Psicología.

1 3

42

La ciencia busca el bienestar de la humanidad. Uno de los principales problemas que en la actualidad están

estudiando los científicos es el cambio climático. Entre los fenómenos que se investigan al respecto está

el calentamiento global que experimenta el planeta. Este es un fenómeno producido por el aumento de

temperatura de la atmósfera terrestre y de los océanos durante las últimas décadas. Los científicos creen que

este calentamiento se debe principalmente a la emisión de gases contaminantes de vehículos y fábricas,

los cuales se retienen en la atmósfera creando un desequilibrio climático.


Motivación

Primera Unidad Lección 2TOdO EL mUNdO SE mUEvE

Lee el siguiente diálogo entre dos amigos.

¡Hola! ¿Qué tal en tu trabajo?

Más o menos, me mantengo en la misma posición, a pesar del tiempo transcurrido.

La rapidez que le diste al trabajo que hacen allí y la trayectoria de la empresa la han hecho distinguirse, ¿no cuenta eso?

Parece que no. Lo bueno es que me gusta mi trabajo y allí estaré hasta que encuentre algo mejor.

Indagarás, experimentarás y explicarás correctamente y con interés algunas generalidades del movimiento rectilíneo uniforme (MRU), relacionadas con actividades de la vida cotidiana.

Analizarás y resolverás con seguridad y orden, ejercicios y problemas reales, aplicando las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniforme.

Interpretarás y aplicarás con seguridad conceptos y ecuaciones relacionadas con el movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV) en la resolución de problemas de la vida cotidiana.

Explicarás y ejemplificarás con interés los diferentes tipos de movimiento, de acuerdo a su trayectoria.

Explicarás y ejemplificarás con interés la relatividad del movimiento.

A menudo usamos palabras como posición, tiempo, rapidez, trayectoria y otras que, en el vocabulario de todos los días, tienen una acepción o significado diferente al que tienen en física y que también es importante que conozcas.

El movimiento es un fenómeno que todos conocemos: se mueven los seres vivos, los objetos, incluso la Tierra gira sobre sí misma y alrededor del Sol.

Siendo tan común, es natural que el movimiento se convirtiera en un objeto de estudio de la física.

La mecánica es la rama de la f ísica que estudia el movimiento.

La sección de la mecánica que estudia el movimiento y lo describe a través de sus variables, expresando la relación que existe entre ellas sin tomar en cuenta las causas que lo producen es la cinemática.


¿Qué significado tiene el término rapidez?

¿Qué indica la trayectoria? ¿Cómo representarías la trayectoria realizada por un objeto?

UNIDAD 1


¿Cuántas veces te has entretenido al viajar en un automotor por una carretera como la que va de San Salvador a Santa Ana? ¿Has visto las líneas amarillas que desaparecen debajo del vehículo? Seguro has notado también que los árboles, situados a la orilla de la carretera, parecen acercarse y alejarse del vehículo. Alguien que está en la calle observa que el automotor se acerca y se aleja de las rayas en la carretera. Para alguien en la acera, tú no te desplazas con respecto del vehículo.

Lo anterior te hace pensar que el decir que algo se mueve o no depende del punto de vista de quien habla. En otras palabras, el movimiento es relativo.

El conjunto formado por los tripulantes y el vehículo se desplaza o se mueve con respecto al observador de la acera. Es necesario entonces, para hablar de movimiento, considerar un punto fijo como sistema de referencia.

Un cuerpo está en movimiento cuando su posición varía al transcurrir el tiempo, con respecto a un punto que se considera fijo.

La posición de un objeto es aquella información que

permite localizarlo en el espacio en un instante de tiempo determinado.

En física, todo cuerpo que se mueve es un móvil y se considera un punto porque generalmente las dimensiones del cuerpo son mucho más pequeñas que las distancias que recorrerá.

Imagina que el cuerpo al moverse deja marcada una línea de su recorrido. Ese camino recorrido es la trayectoria. Entonces, la trayectoria es la línea imaginaria que describe el móvil al desplazarse.

Según su trayectoria ,el movimiento se puede clasificar en:

Movimiento rectilíneo: si su trayectoria describe una línea recta.

Movimiento curvilíneo: si la trayectoria es una curva.

Movimiento circular: si describe una circunferencia.

Movimiento parabólico: si describe una parábola.

Movimiento elíptico: cuando lsutrayectiria es una elipse.

Movimiento irregular: en el caso de que su trayectoria sea una combinación de rectas y de curvas.


Distancia y desplazamiento

En el lenguaje ordinario, los términos distancia y desplazamiento se utilizan como sinónimos, aunque en realidad tienen un significado diferente.

Una manera de darse cuenta del movimiento de un cuerpo es a través del cambio de su posición con respecto a otro cuerpo tomado como referencia. Si se observa que la posición ha cambiado, se dice que el cuerpo se ha desplazado como consecuencia de su movimiento. Por ejemplo, imagina que uno de los balones que lanza el niño se aleja diez metros y se detiene. Entonces diremos que la pelota se ha desplazado diez metros.

Sin embargo, no es suficiente decir que la pelota se ha desplazado diez metros, ya que hay muchos lugares o hacia donde puede dirigirse; por eso se necesita especificar la dirección. Esta característica, ubica al desplazamiento dentro de un tipo de magnitudes físicas llamadas vectores.

La distancia recorrida por un móvil es la longitud de su trayectoria y es una magnitud escalar. En cambio el desplazamiento efectuado es una magnitud vectorial. El vector que representa al desplazamiento tiene su origen en la posición inicial, su extremo es la posición final y su módulo es la distancia en línea recta entre la posición inicial y la final.

La distancia es la longitud recorrida sobre la trayectoria, desde A hasta B.

En tu vida diaria te levantas, vas a tu trabajo, te desplazas al comedor a la hora del almuerzo, vuelves al sitio donde laboras, regresas más tarde a tu casa, vas a la tienda, recorres tu hogar y al final del día vas a dormir y vuelves al punto de donde te levantaste. Tu desplazamiento al final del día es cero, pero la distancia real recorrida es muy diferente de cero.

Los valores de la distancia recorrida y del desplazamiento solo coinciden cuando la trayectoria es una recta. En caso contrario, la distancia siempre es mayor que el desplazamiento.

¿Ya te diste cuenta de que, si el final del recorrido coincide con el inicio, el desplazamiento es cero?

La ciclista salvadoreña Evelyn García en su estadía en Suiza daba una vuelta completa a un circuito en el que recorría una distancia de casi 14 kilómetros, pero su desplazamiento era siempre cero, porque volvía al punto de donde había salido.

Desplazamiento = Posición final - Posición inicial

Consideremos un móvil que desde A viaja hacia B por una trayectoria cualquiera.

A B

Distancia

Inicio

Desplazamiento

Final

UNIDAD 1


Magnitud escalar: es toda magnitud que puede expresarse con un

Magnitud vectorial o vector

Es aquella medida para la cual necesitas aportar algo más que un número y una unidad de medida. Por ejemplo, para expresar la velocidad del viento además de su intensidad, es decir tantos kilómetros por hora, necesitas conocer su dirección y sentido y así saber si viene del norte, del sur, etc.

En resumen, en el caso de magnitudes vectoriales, debes indicar la dirección, magnitud, sentido y punto de origen. El desplazamiento, la velocidad, la aceleración, la posición y la fuerza son algunos ejemplos de magnitudes vectoriales.

Rapidez y velocidad

Rapidez y velocidad son dos magnitudes que suelen confundirse con frecuencia. Recuerda que la distancia recorrida y el desplazamiento efectuado por un móvil son dos magnitudes diferentes. Precisamente por eso, cuando las relacionamos con el tiempo, también obtenemos dos magnitudes diferentes.

La rapidez es una magnitud escalar que relaciona la distancia recorrida con el tiempo.

La velocidad es una magnitud vectorial que relaciona el cambio de posición (o desplazamiento) con el tiempo.

Unidades

Tanto la rapidez como la velocidad se calculan dividiendo una longitud entre un tiempo. Sus unidades también serán el cociente entre unidades de longitud y unidades de tiempo. Por ejemplo:

m/s cm/año km/h

En el Sistema Internacional, la unidad para la rapidez media es el m/s (metro por segundo). Por ejemplo, si un camión recorre 150 km en 3 horas, su rapidez media es:

150 km / 3h = 50 km/h

Velocidad

La velocidad media relaciona el cambio de la posición con el tiempo empleado en efectuar dicho cambio.

velocidad media =posición

tiempo=

desplazamiientotiempo

Aceleración

Significa cambio de la velocidad en el tiempo. Siempre que la velocidad de un cuerpo cambia al transcurrir el tiempo, ya sea porque cambia su magnitud o su dirección o ambas cosas a la vez, se puede afirmar que existe aceleración.

número y una unidad de medida. Por ejemplo, tu masa o tu altura es una magnitud escalar.

UNIDAD 1


Punto de apoyo

La caída libre es un fenómeno relacionado con la aceleración. Fue un problema importante desde la Antigüedad y su comprensión ha evolucionado a lo largo de la historia. Fue Galileo Galilei el principal científico quien, a principios del siglo XVII y mediante la observación y experimentación, demostró que todos los objetos, independientemente de su peso, cuando se sueltan juntos caen al suelo al mismo tiempo, si se ignora la resistencia del aire.

Materiales a utilizar: una hoja de cuaderno Coloca la hoja de manera vertical y déjala caer. Luego pon la hoja de manera horizontal y

déjala caer.a) ¿Qué observas? b) ¿Cuál es tu conclusión?

Necesitas: una hoja de cuaderno lisa y otra arrugada. Deja caer las dos hojas al mismo tiempo.

a) ¿Qué observas? b) ¿Qué concluyes?

Materiales a utilizar: papel crespón, regla, lápiz, hilo, tijeras. Recorta tres discos de papel crespón de diferente

tamaño. Dibuja una cruz en cada uno y coloca en cada uno de los

extremos de la cruz un hilo de igual largo y grosor. Haz tres paracaídas al unir los hilos y colocar objetos del

mismo peso en cada uno de ellos. Déjalos caer desde la misma altura y al mismo tiempo.

a) ¿Cuál es la razón de lo que observas? b) ¿Cómo lo explicas?

Actividad 3

Actividad 1

Actividad 2

Movimiento rectilíneo uniforme (MRU)

Un movimiento es rectilíneo cuando describe una trayectoria recta y uniforme y su velocidad es constante en el tiempo.

Como la velocidad es el cambio de posición en la unidad de tiempo su fórmula es:

V = d/t

El MRU se caracteriza por:

a) Ser un movimiento que se realiza en una sola dirección en el eje horizontal.

b) Velocidad constante. Implica magnitud y dirección inalterables.

c) La magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Este movimiento no presenta aceleración.

UNIDAD 1


Ejercicios

1. ¿A cuántos metros equivale la velocidad de un tren que se desplaza a 72 km/h?

Solución:

Se reducen las horas a segundos (una hora equivale a 3600 segundos) y los kilómetros a metros (1 Kilómetro equivale a mil metros) y, a continuación, se reducen las unidades.

Equivalencias: 1 km = 1000 m , 1 hora = 3600 s Observa

Vkmh

hs

mkm

= × ×721

13600

1001

V

km h mh km

m s=× ×

× ×=

72 1 1001 3600 1

20 /

V = 20 m/s

2. Un carro viaja en línea recta con una velocidad de 1200 cm/s durante 9 segundos. Y luego con una velocidad media de 480 cm/s durante 7 segundos, siendo las dos velocidades del mismo sentido.

a) ¿Cuál es el desplazamiento total en el viaje de 16 s?

Datos: V1 = 1200 cm/s V2= 480 cm/st1 = 9s t2 = 7sV1 = velocidad uno V2 = velocidad dos t1 = tiempo uno t2 = tiempo dos De la ecuación V = d/t se despeja “d” Entonces: d= V. tpor tanto: d1 = 1200 cm/s 9s = 10,800 cm d2 = 480 cm/s 7s = 3,360 cm(Se eliminan los segundos)El desplazamiento total es: dt = d1 + d2 dt = 10,800 cm+ 3360 cm dt = 14,160 cm (141.6 m)b) ¿Cuál es la velocidad media del viaje completo?

V = d/t = 141 m/16 s = 8,81 m/s

Movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV)

El movimiento rectilíneo uniformemente variado es aquel que experimenta aumentos o disminuciones y además la trayectoria es una línea recta. Por tanto, un objeto algunas veces se mueve más rápidamente y posiblemente otras veces va más despacio.

v v a t= +

.

Donde V0 es la velocidad del móvil en el instante inicial. Por tanto, la velocidad aumenta cantidades iguales en tiempos iguales.

La ecuación de la posición es: e v t a t= +

. .12

2 v v ae2 2 2= +

UNIDAD 1


Resumen

La mecánica es la parte de la física que estudia el movimiento. A su vez, la mecánica comprende la cinemática que estudia el movimiento, sin atender a las causas que lo producen.

Conceptos importantes cuando se habla de movimiento son la trayectoria, la distancia, el desplazamiento, la rapidez, la velocidad y la aceleración.

Según la trayectoria descrita por un móvil, el movimiento puede ser rectilíneo, circular, parabólico, curvilíneo o elíptico irregular.

Si al observar el móvil por primera vez se encontraba en reposo, la velocidad inicial es nula, y las fórmulas del M.R.U.V. se reducen a:

v at= e at=12

2 v ae2 2=

Donde: V = velocidad final V0 = velocidad inicial a = aceleración t = tiempo e = espacio recorrido

Un caso particular de movimiento rectilíneo uniformemente variado es el que adquieren los cuerpos al caer libremente o al ser arrojados hacia la superficie de la Tierra, o al ser lanzados hacia arriba, y las ecuaciones de la velocidad y de la posición son las anteriores, en las que se sustituye la aceleración, (a), por la aceleración de la gravedad (g).

Ejercicio modelo:

Un motociclista parte del reposo y acelera uniformemente 2 m/s2. ¿Cuánto espacio recorre en 30 segundos?

Solución:

Aplicamos la fórmula: e=at2

2

Sustituyendo: e =(2m/s )(30 s)

2

2 2

Operando y simplificando unidades: e =180m/s ) s )

2

2 2

e = 900m

El movimiento rectilíneo puede ser uniforme si recorre distancias iguales en tiempos iguales, es decir, si su aceleración es nula.

El movimiento rectilíneo uniformemente variado es el movimiento que describe una línea recta, pero que sufre cambios en su velocidad, lo que significa que su aceleración es diferente a cero.

Actividad 4 Haz un conteo de los aparatos eléctricos que

hay en tu casa.

Investiga en sus especificaciones la potencia de cada uno.

UNIDAD 1


Autocomprobación

¿Cuál de las siguientes medidas representa la rapidez? a) 10 m b) 2 s/m c) 6 m/s d) 3 m/s²

La rama de la Física que estudia el movimiento se llama:a) Mecánica.b) Química.c) Geometría.d) Matemática.

Las características de una magnitud vectorial son:a) cantidad, volumen y universalidad.b) tiempo y cantidad.c) número y unidad de medida.d) magnitud , dirección y sentido.

Se puede reconocer que el movimiento de un cuerpo es acelerado:

a) porque el cuerpo se mueve. b) porque recorre distancias iguales

en tiempos iguales. c) porque la velocidad cambia. d) porque la velocidad es igual

a la aceleración.

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42

En el salto de longitud, el atleta corre por una pista y salta desde una línea marcada intentando cubrir

la máxima distancia posible. En pleno salto, el atleta lanza los pies por delante del cuerpo para intentar

un mejor salto. Un salto se mide en línea recta desde la mencionada línea hasta la marca más cercana a

ésta hecha por cualquier parte del cuerpo del atleta al contactar con la tierra en la que cae. El salto de longitud requiere piernas fuertes, buenos músculos

abdominales, velocidad de carrera y, sobre todo, una gran potencia.


Motivación

Primera Unidad Lección 3LA fUERzA NUESTRA dE TOdOS LOS díAS

¿Sabes qué tienen en común levantar un plato, barrer, viajar en bicicleta, limpiar unas ventanas, correr en la playa, cortar una papa y pelar una mandarina? Piensa un poco. Seguramente has realizado algunas de ellas…¿qué tienen en común?...

La respuesta es muy sencilla: para llevar a cabo cada una tienes que aplicar una fuerza.

A lo largo del día, en diversas actividades aplicamos fuerzas. La intensidad de la fuerza no es la misma en todos los casos y puede tener diferentes efectos.

¿Cómo se miden las fuerzas?

Si tratas de empujar dos objetos: uno liviano y otro pesado, ¿cómo es la fuerza aplicada en cada caso?

Identificarás y utilizarás adecuadamente las diferentes unidades de medida de fuerzas: Newton, Dina, Kg-fuerza.

Indagarás y diferenciarás adecuadamente las fuerzas de acción a distancia y las fuerzas de contacto.

Resolverás problemas relacionados con las conversiones de unidades de medida de fuerzas.

Una fuerza puede deformar un cuerpo (por ejemplo, cuando hacemos puré las papas) o modificar su velocidad (por ejemplo, cuando empujamos a alguien que está en un columpio).

Para que un objeto comience a moverse, se mueva más rápido, más lento o se detenga, tienes que aplicar una fuerza.

Si hay interacción entre dos objetos, hay una fuerza actuando sobre cada uno de ellos. Cuando se habla de fuerzas hay que considerar por lo menos dos cuerpos que interaccionan.

Las fuerzas actúan modificando la posición de reposo o movimiento de los cuerpos, produciendo en ellos una deformación.

Por deformación se entiende el cambio de forma que experimenta un cuerpo al aplicarle una fuerza adecuada. A veces las deformaciones son tan pequeñas que no se notan. Cuando son evidentes, puedes decir que el cuerpo es deformable.


Las fuerzas tienen sus efectos

UNIDAD 1


: Módulo de vector

Deformaciones plásticas

Se presentan en los cuerpos que mantienen su deformación después de que la fuerza deja de actuar sobre ellos: arcilla, plastilina, etc.

Deformaciones elásticas

Son aquellas que desaparecen en los cuerpos cuando se deja de aplicar la fuerza. Esta elasticidad puede ser por alargamiento, flexión o compresión. Ejemplos: los resortes, las gomas, etc.

Características de una fuerza

Se llama punto de aplicación al lugar del cuerpo donde se aplica la fuerza.

La magnitud es la intensidad con que se aplica la fuerza a un objeto. La magnitud es el valor de la fuerza que actúa, también se llama “módulo”.

La dirección queda indicada por la recta según la cual se manifiesta la fuerza. La dirección es el ángulo que forma la fuerza en relación con las coordenadas geográficas.

El sentido es el lugar hacia donde se dirige el esfuerzo, si éste es suficiente, el cuerpo se mueve. El sentido te indica hacia donde se ejerce la fuerza. Las características de una fuerza son las siguientes:

M

Pa

S D

MS : SentidoO : DirecciónPa

: Ángulo de dirección: Punto de aplicación


¿Cómo se miden las fuerzas?

La deformación que se produce en un cuerpo elástico cuando se le aplica una fuerza puede servir para medir las fuerzas.

El peso es la medida de la atracción que ejerce la Tierra sobre un cuerpo determinado. Es la medida de la fuerza que la gravedad ejerce sobre las cosas. Se expresa en una unidad de medida llamada Newton (N) en honor al famoso físico inglés que descubrió la fuerza de la gravedad:

El peso se mide con un aparato llamado dinamómetro. C von él se determina el peso de los cuerpos y se calcula multiplicando la masa por 9.8 m/s2, valor aproximado de la fuerza de gravedad (g). Se usa la fórmula matemática:

Peso (P) = masa (m) × fuerza de gravedad (g)

Entonces al colocarse una persona en la balanza se determina su masa y a partir de ese valor es que se puede hallar el peso.

Ejemplo: ¿Cuál es el peso de un objeto cuya masa es de 4kg?

Solución: Debemos multiplicar la masa por el valor de la acelaración de la gravedad, así:

Masa = 4 kgPeso científico = 4 Kg × 9.8 m/s2 = 39.2 N

Esto indica que el producto de las unidades: kg × m /s2 = N

Newton (N): es la fuerza que comunica a una masa de 1 kilogramo la aceleración de 1 metro por segundo al cuadrado.

La unidad internacional para expresar las fuerzas es el Newton (N). Por lo tanto es la única válida en los trabajos científicos.

La unidad de medida de la masa es el kilogramo. Cuando se miden fuerzas debes llamarlo kilogramo fuerza, el cual se define como la fuerza que ejerce un kilogramo de masa cuando actúa a nivel del mar y a la latitud de 45 grados N.

Punto de apoyo

Las fuerzas pueden ser clasificadas en:Fuerzas de contacto y fuerzas de acción a distancia.Las fuerzas de contacto son tipos de fuerzas en las que los objetos que interactúan están físicamente en contacto (la fuerza con que se empuja un objeto, la fuerza de fricción, etc.). Las fuerzas de acción a distancia son tipos de fuerzas en las que los objetos no están físicamente en contacto (la fuerza de atracción gravitatoria, la fuerza magnética, etc.).

Las dos personas ejercen fuerzas con la misma intensidad (representadas con flechas) en la misma dirección y sentido, y en el mismo punto de aplicación. Por tanto las fuerzas se suman y la caja se moverá.

Si las personas reman en dirección y sentido contrario, las fuerzas se anulan y la embarcación no se moverá.

F2

F1

UNIDAD 1


MasaLa masa es la magnitud que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo. La unidad de masa, en el Sistema Internacional de Unidades, es

¿Cuáles son los efectos de las fuerzas?

Las fuerzas aplicadas sobre los cuerpos pueden producir tres tipos de efectos:

1. Deformación:

Un trozo de plastilina cambia de forma al aplicarle una fuerza que lo modela.

2. Variación del valor de la velocidad:

Imagina una pelota de fútbol en el centro de la cancha, un minuto antes del inicio del partido. Al patearla y empujarla, esta fuerza produjo en la bola una aceleración que hizo pasar su velocidad de 0 a “v”.

Si la pelota se hubiese estado moviendo en una dirección y la fuerza se aplicara en esa misma dirección, su velocidad aumentaría.

3. Variación de la dirección de la velocidad:

Una fuerza cambia la dirección de la velocidad siempre que sus direcciones no coincidan.

el kilogramo (kg). No debe confundirse con el peso, que es una fuerza.

Punto de apoyo

Se denomina dinamómetro a un instrumento utilizado para medir fuerzas. Fue inventado por Isaac Newton y no debe confundirse con la balanza, instrumento utilizado para medir masas (aunque sí puede compararse a una báscula). Normalmente, un dinamómetro basa su funcionamiento en un resorte que sigue la Ley de Hooke, siendo las deformaciones proporcionales a la fuerza aplicada.Estos instrumentos consisten generalmente en un muelle o resorte contenido en un cilindro de plástico, cartón o metal, generalmente con dos ganchos, uno en cada extremo. Los dinamómetros llevan marcada una escala en unidades de fuerza en el cilindro hueco que rodea el muelle. Al colgar pesos o ejercer una fuerza sobre el gancho inferior, el cursor del cilindro inferior se mueve sobre la escala exterior, indicando el valor de la fuerza.

UNIDAD 1


¿Cuál detiene más? Para esta entretenida actividad necesitas:

Dos reglas de 30 cm Una pelotita Un cuaderno Una mesa de por lo menos 1 metro y medio de largo (no

es indispensable) Tres hojas de papel arrugado, tres hojas de papel liso,

tres hojas de papel de lija ordinarias y tres hojas de papel toalla.

Procedimiento: Une las hojas de papel liso para formar con este una

sola tira. Haz lo mismo con los otros materiales. Sobre una mesa plana y lisa, o en el piso, prepara una pista inclinada o rampa con una de las reglas apoyando uno de sus extremos sobre el cuaderno y el otro sobre las hojas ubicada sobre la mesa. Deja caer la pelotita (sin

Tienes libertad para utilizar también otros materiales.Con los datos obtenidos completa una tabla como la siguiente:

Material Distancia recorrida por la pelota (cm)

Papel lisoPapel arrugado

LijaPapel toalla

a) ¿En cuál de los materiales se detuvo antes la bolita? b) ¿Por qué supones que es así?c) Anota las observaciones.

Actividad 1

empujarla) desde un punto superior de la pista. Observa la caída.

Mide la distancia desde el final de la rampa hasta el lugar donde se detuvo la bolita y anota el resultado de esta medición.

¿Crees que esa distancia cambiará si se cambia la hoja sobre la que rueda la pelotita al dejar la rampa? Compruébalo.

UNIDAD 1


Cuando una fuerza externa actúa sobre un material, causa un esfuerzo o tensión en su interior que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo.

No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente y la ley de Hooke ya no es válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.

Esta ley recibe su nombre de Robert Hooke, físico británico contemporáneo de Isaac Newton.

Ley de Hooke

Cuando se ha alcanzado el equilibrio, la fuerza recuperadora del resorte F será una fuerza de módulo igual al peso, (m.g), pero tendrá sentido contrario.

Pero en cada instante, la fuerza es directamente proporcional a la deformación que sufre el resorte. De un modo general podremos escribir:

F = K×Donde: F = fuerza recuperadora que ejerce el resorte K = constante de elasticidad del resorte. X = es la cantidad de estiramiento o cambio de longitud

Donde F es la fuerza recuperadora que ejerce el resorte debido a la deformación y K es la constante de elasticidad del resorte.

La constante de elasticidad K depende sólo de la forma del resorte y del material con que se ha construido. Debe ponerse el signo menos, dado que el sentido de F será siempre el opuesto al de la deformación: ∆x

x

Fy

2x

2Fy

0 N1 N

2 N

Si suspendemos de un resorte una masa M y la soltamos, ésta comienza a oscilar hasta que alcanza el equilibrio. Es decir, la masa se detiene cuando la suma de las fuerzas aplicadas sobre ella es cero.

UNIDAD 1


Resumen

Para que un objeto comience a moverse, se mueva más rápido, más lento o se detenga tienes que aplicar una fuerza.

Las fuerzas actúan modificando la posición de reposo o de movimiento de los cuerpos, produciendo en ellos una deformación.

La magnitud es la intensidad con que se aplica la fuerza a un objeto. La dirección queda indicada por la recta según la cual se manifiesta la fuerza.

El sentido es el lugar hacia donde se dirige el esfuerzo.Si éste es suficiente, el cuerpo se mueve. El peso es la medida de la atracción que ejerce la Tierra sobre un cuerpo determinado. Se expresa en una unidad de medida muy especial, llamada Newton (N).

Equivalencias entre las unidades de fuerza

Esta tabla te será muy útil para convertir diferentes unidades de fuerza en otras.

Ejemplos

1. ¿Cuántas libras hay en 720 onzas?Como 1 libra = 16 onzas Por regla de tres: 1 libra 16 onzasX 720 onzas

X = 720 onzas × 1 libra 16 onzas

X = 45 libras

R/ 720 onzas equivalen a 45 libras

2. ¿Cuántos Newton hay en 18,000 dinas?

1 N 100,000 dinas

X 18,000 dinas

X = 18,000 dinas x 1 N100,000 dinas

X= 0.18 N

R/ En 18,000 dinas hay 0.18 N

Unidades de masa y sus equivalencias Unidades de fuerza y sus equivalencias1 libra (lb) = 16 0nzas 1 dina (din) = 10-5 Newton (N)

1 Kilogramo (kg) = 1,000 gramos (g) 1 Newton (N) = 105 dinas 1 Kilogramo (kg) = 2.2 libras (lb) 1 Kilogramo fuerza (Kgf) = 9.8 Newton ( N)

Con ayuda de la tabla resuelve los siguientes ejercicios:

a) 400 dinas a Newton

b) 640 libras a Newton

c) 1250 N a libras

Actividad 2

UNIDAD 1


Autocomprobación

Las tres características de una fuerza son: a) intensidad, dirección y sentido.b) dirección, peso e intensidad.c) intensidad, magnitud y dinamómetro.d) sentido, magnitud y esfuerzo.

Explica que el estiramiento sufrido por un cuerpo sólido es directamente proporcional a la fuerza aplicada:a) Ley de Hookeb) Leyes de Newtonc) Ley de cuerpos rígidosd) Leyes de propagación

Para medir las fuerzas se utiliza un instrumento denominado:a) fuerzómetro.b) densímetro.c) balanza.d) dinamómetro.

La fuerza que aplicas con tus manos a un carretón para hacerlo avanzar es la:

a) fuerza especial. b) fuerza de acción a distancia. c) fuerza de contacto. d) fuerza magnética.

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Los aceites lubricantes que se usan en las bicicletas, en las bisagras de las puertas y en el motor de los

vehículos son sustancias que hacen que las partes que rozan se deslicen con más suavidad unas sobre otras. Pero la naturaleza se ha adelantado al ser humano, ya que algunos caracoles y las babosas, cuando se

mueven, segregan un líquido lubricante que hace que resbalen sobre la superficie por la que se desplazan, disminuyendo de esta manera la fricción o fuerza que opone el material por el que se movilizan estos seres.


Primera Unidad Lección 4NEwTON y SUS LEyES

Isaac Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas. Muchos lo llaman el científico más grande de todos los tiempos.

Pero, ¿quién fue Isaac Newton?

Este gran físico matemático nació en la Navidad de 1642 en Inglaterra, el mismo año en que murió Galileo Galilei. Su educación estuvo a cargo de su abuela. Creció como un joven tímido, introvertido y poco dado a considerar a los demás, algo intolerante.

Le encantaban los juguetes pequeños y los aparatos mecánicos. Además, tenía una gran capacidad para la matemática. Con frecuencia, pasaba largas horas sobre los árboles, leyendo.

Cuando tenía 18 años, su tío lo envió a estudiar a la universidad, allí se destacó en matemática.

Analizarás y resolverás problemas aplicando correctamente las leyes de Newton en la vida cotidiana.

Analizarás y resolverás con interés problemas donde se calcule el trabajo, la potencia y la energía mecánica.

Investigarás con responsabilidad la relación entre la transformación y la conservación de la energía y su aplicación en diversas situaciones cotidianas.

Indagarás con interés y compararás el consumo de energía de algunos aparatos eléctricos en el hogar.

Las leyes de Newton son el resultado de la capacidad académica, de observación y deducción de este extraordinario científico. Estas tres leyes se refieren al movimiento de los cuerpos. La información completa sobre estas leyes fue publicada por Isaac Newton, en 1687, en su obra “Philosophiae Naturalis Principia Mathemática”.

¿Cuál es la primera ley de Newton?“En la ausencia de fuerzas exteriores, toda partícula continúa en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme respecto de un sistema de referencia inercial”.

Motivación


UNIDAD 1


La inercia

Inercia es la propiedad por la cual un cuerpo tiende a permanecer en su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme. Cuando un cuerpo está en reposo tiende, por inercia, a seguir inmóvil y solamente por acción de una fuerza podrá salir de este estado. Si un cuerpo está en movimiento sin que ninguna fuerza actúe sobre él, el objeto tiende por inercia a moverse en línea recta con velocidad constante. Se necesitará la acción de una fuerza para aumentar o disminuir su velocidad o para hacer que se desvíe hacia un lado o hacia otro.

La inercia expresa la dificultad que tiene un cuerpo para modificar su estado de reposo (es decir, de iniciar un movimiento) o de movimiento rectilíneo y uniforme (es decir, de cambiar de velocidad).

Imagina que vas en un vehículo, en el asiento trasero, a una velocidad moderada. De repente, el automotor cruza hacia la izquierda, ¿qué le sucede a tu cuerpo?

¡Exacto! Tu cuerpo tiende a seguir en línea recta, por eso al momento de virar te mueves a través del asiento de un lado hacia el otro. Tu cuerpo sigue su línea anterior de movimiento, pero el roce con el asiento hace que desaparezca este movimiento.

Tú experimentas la inercia cuando te transportas en un bus. De repente, el bus se detiene y sientes una fuerza que te impulsa a seguir en movimiento en la dirección que llevaba el bus.

Dos minutos después, el móvil reanuda la marcha y sientes una fuerza contraria a la dirección del movimiento del bus. Esto es la inercia.


Punto de apoyo

Punto de apoyo

Al escribir y ordenar los principios de la mecánica, Isaac Newton aprovechó los trabajos realizados antes por otros físicos; uno de ellos fue Galileo Galilei.Puede decirse, entonces, que la primera ley de Newton recoge las ideas de Galileo sobre la inercia, por eso también es conocida como ley de la inercia.En resumen, la primera ley de Newton explica que, si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).

Segunda ley de Newton o ley de la fuerza

La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a la masa multiplicada por su aceleración.

F= m. a

El ser humano ha estado siempre acompañado de la fuerza: para abrir una gaveta atascada, para lanzar una pelota, para empujar un columpio, para lavar la ropa, etc.

Ya aprendiste en la lección anterior que para definir bien el efecto de una fuerza debes especificar su magnitud (cantidad), su dirección y su sentido.

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2:

N = Kg m/s2

Un ejemplo de la primera ley de Newton es la siguiente figura: La ley de la inercia hace que el jinete se impulse hacia adelante, cuando el caballo se detiene.

UNIDAD 1


m =? F = 200 N a = F / m

a = 300 cm/s² = 3 m/s²

m = F / a m = 200N / 3 m/s² = 66.6 Kg

Datos Fórmula Sustitución Respuesta

2. Calcular la masa de un cuerpo si al recibir una fuerza de 200 N le produce una aceleración de 300 cm/s².

Exprese el resultado en Kg.

Tercera ley de Newton o ley de acción y reacción

Cuando un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, éste reacciona sobre A con una fuerza de la misma magnitud, misma dirección, pero de sentido contrario.

El hombre (A) ejerce una fuerza sobre la pared (B) y la pared ejerce una fuerza contra el hombre, de la misma magnitud, pero de sentido contrario.

Se llama fuerza de acción a la que es ejercida por el primer cuerpo que origina una fuerza sobre otro (en este caso, el hombre).

Fátima y María José quieren ubicar la pizarra en un lugar diferente; María José, la mayor de las niñas, empuja la pizarra hacia la mesa y Fátima hacia la ventana. Al sumar las fuerzas se obtiene una resultante igual al movimiento y aceleración de la pizarra. Eso significa que la pizarra se moverá en una dirección entre la mesa y la ventana, pero con mayor inclinación hacia la mesa, ya que María José ejerce mayor fuerza que Fátima.

Ejemplos de la segunda ley de Newton

1. Calcular la aceleración que produce una fuerza de 5N a un cuerpo cuya masa es de 1000 g .Expresar el resultado en m/s².

a = F / m a = 5 kg m/s² / 2k 2.5 m/s² a =?F = 5 N

m = 2000g = 2 kg

Datos Fórmula Sustitución Respuesta

A B

UNIDAD 1


Trabajo y potencia

La energía puede definirse en la forma tradicional como “la capacidad de efectuar un trabajo”. Esta sencilla definición no es muy adecuada para todos los tipos de energía, como la asociada al calor, pero sí es correcta para la energía mecánica, que a continuación describiremos y que servirá para entender la estrecha relación entre trabajo y energía.

¿Qué es trabajo? En el lenguaje de todos los días tiene diversos significados. En física tiene un significado muy específico para describir lo que se obtiene mediante la acción de una fuerza que se desplaza cierta distancia.

El trabajo efectuado por una fuerza constante, tanto en magnitud como en dirección, se define como: “el producto de la magnitud del desplazamiento por la componente de la fuerza paralela al desplazamiento”.

En forma de ecuación: T= F. d

Donde “T” denota trabajo y “F” es la componente de la fuerza paralela al desplazamiento neto “d”.

A la mayoría de personas les interesa saber no sólo el trabajo que se pueda efectuar, sino también la rapidez con que se realiza.

El trabajo que una persona puede efectuar depende no sólo de la energía total necesaria, sino también de la rapidez con que transforma esa energía.

Se define potencia como la rapidez a la cual se efectúa un trabajo, o bien, como la rapidez de transferencia de energía en el tiempo.

Potencia = T/t = trabajo/tiempo = energía transformada/tiempo.

En el Sistema Internacional la potencia se expresa en Joules por segundo, unidad a la que se le da el nombre de watt (W), 1 W = 1J/s.

Cuando decimos que una lámpara consume 60 watts, estamos diciendo que transforma 60 Joules de energía eléctrica en energía luminosa o térmica por cada segundo.

Se llama fuerza de reacción a la que es originada por el segundo cuerpo (la pared) que recibe y reacciona con esta fuerza sobre el hombre.

Las fuerzas de acción y reacción siempre están aplicadas en cuerpos diferentes.

¿Cómo explicas la tercera ley de Newton en los siguientes ejemplos?

UNIDAD 1


Para potencias elevadas se usa el caballo de fuerza, abreviado hp, que equivale a 746 Watts.

1 hp = 746 watts

a) ¿Cuál es el trabajo necesario para deslizar un cuerpo a 2 m de su posición inicial mediante una fuerza de 10 N?

Desarrollo:T = F.d T = 10 N × 2m T = ____ Jb) ¿Cuál es la potencia mecánica de un motor que realiza un trabajo de 200 J en 8 segundos? R/ 25 J

Desarrollo: P Tt

=

Actividad 1

Tipos de energía:

Cinética Es una energía de velocidad, requiere movimiento. Una

pelota, los niños y los pájaros tienen mucha energía

cinética.

Energía ecinética = (1/2) mv2

Potencial Es una energía de posición o de altura Ep = mgh (h es la altura)

El niño juega con la pelota. Cuando cae pierde altura y energía potencial, pero al subir gana energía potencial y pierde energía cinética. Estamos en presencia del principio de la conservación de la energía.

UNIDAD 1


Consumo de energía eléctrica en el hogar

Los aparatos electrodomésticos representan aproximadamente un 20% del consumo total de energía de su hogar. Los refrigeradores, las lavadoras y las secadoras de ropa encabezan la lista de consumo.

¿Qué es un kilovatio?

Cuando usa electricidad para cocinar una olla de arroz, usted utiliza 1000 vatios-hora de electricidad. Mil vatios-hora equivalen a 1 kilovatio-hora o 1 Kwh. Por lo general, su cuenta de energía muestra las tarifas de acuerdo con los kilovatios-hora que usted utiliza.

Los aparatos que consumen más energía eléctrica son, en orden ascendente: computadora, televisor, horno microondas, cocina eléctrica, congelador, lavadora, refrigeradora.

Resumen

La primera ley de Newton, llamada de la inercia, establece que todo cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento si la sumatoria de sus fuerzas es cero.

En la segunda ley de Newton se establece que la fuerza sobre un cuerpo es directamente proporcional al producto de su masa y su aceleración.

Al patear una pelota, el pie ejerce una fuerza sobre la pelota, pero la pelota ejerce una fuerza contraria sobre el pie: este es un ejemplo de aplicación de la tercera ley de Newton.

El trabajo es una magnitud escalar producida cuando una fuerza mueve un cuerpo en su misma dirección.

La energía es la capacidad para efectuar un trabajo. Si la energía es de movimiento se llama cinética; si es de posición se llama energía potencial.

La potencia es la rapidez con que se realiza un trabajo y se mide en watts (W) o caballos de fuerza ( hp). 1 hp = 746 W.

UNIDAD 1


Autocomprobación

El otro nombre que recibe la primera ley de Newton es:

a) ley de acción y reacción.b) ley de la inercia.c) ley del trabajo.d) ley de la fuerza.

El Joule es una unidad para medir a) El desplazamientob) El trabajoc) La energíad) La velocidad

Un objeto que tiene energía cinética es:a) un cuaderno sobre el pupitre.b) un pájaro en su nido.c) un balón de futbol en reposo.d) un águila en pleno vuelo

"Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto". El anterior es el enunciado de:a) la primera ley de Newton.b) la potencia.c) la tercera ley de Newton.d) la ley de la fuerza.

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En la laguna El Jocotal, en San Miguel, los pobladores de sus orillas aplican la tercera ley de Newton para

desplazarse por el agua, al empujar hacia atrás cuando tiran del remo y lograr mover el cayuco; así trabajan en

las aguas de esta hermosa laguna salvadoreña.

De manera similar, cuando estás nadando, interaccionas con el agua. Tú empujas el agua hacia atrás, mientras que el agua te empuja hacia adelante

simultáneamente y de esa forma puedes avanzar.

LA FíSICA EN EL AGUA


Primera Unidad Lección 5SE hACEN ChIQUITOS, SE hACEN GRANdOTES...

Irene es fanática de los olores agradables en casa. Tiene una colección de atomizadores o aerosoles.

Y hasta hoy sabrá que el funcionamiento de estos atomizadores es una aplicación de la compresibilidad y fuerza expansiva de los gases.

En los recipientes se encierra, junto con el producto, cierta cantidad de aire comprimido, que al abrir la válvula, escapa con fuerza, arrastrando el producto y lanzándolo como una nube de partículas muy finas.

En general los gases tienen la propiedad especial de variar su volumen ante un cambio de presión o de temperatura. Esta propiedad de los gases de poder ser”comprimidos” tiene múltiples aplicaciones en la vida diaria.

¿Cuáles son las propiedades de la materia? ¿Qué distingue una clase de material de otro?

Identificarás y describirás con curiosidad aparatos para la medición de la presión en líquidos y gases.

Investigarás y explicarás con claridad el principio de Pascal y su aplicación en la vida cotidiana.

Indagarás y construirás aparatos que funcionan con el principio de Pascal para calcular la presión hidráulica.

Experimentarás y analizarás con curiosidad el comportamiento de algunos objetos en un líquido para identificar y explicar fuerzas de empuje, peso real y aparente de un cuerpo.

Todos los cuerpos, en cualquier estado en que se encuentren, tienen propiedades que les son comunes. Las principales propiedades generales de los cuerpos son: el volumen, la impenetrabilidad, la divisibilidad, la dilatabilidad, la porosidad, la compresibilidad, la elasticidad y la inercia.

Motivación


Volumen

El volumen es la propiedad de los objetos de ocupar un lugar en el espacio. El volumen de un cuerpo viene dado por sus dimensiones de largo, ancho y alto. Se expresa en metros cúbicos o centrímetros cúbicos. Para cuerpos líquidos, el volumen se puede expresar en litros o mililitros.

UNIDAD 1


Impenetrabilidad

Dos cuerpos no pueden ocupar, a la vez, el mismo lugar en el espacio. Esta es la propiedad de impenetrabilidad de la materia.

Divisibilidad

Es la propiedad que poseen los cuerpos de poder ser divididos o fraccionados en partes cada vez más pequeñas, hasta conseguir un grado de extrema pequeñez.

Esto se consigue con los molinos, morteros, quebradoras, entre otros instrumentos.

Dilatabilidad

Los cuerpos pueden aumentar su volumen por la acción del calor. Este cambio proviene de la variación de los espacios que dejan entre sí las moléculas. De la materia que existe, los gases son los cuerpos más dilatables. Los líquidos son menos dilatables que los gases y los sólidos lo son menos todavía.

Porosidad

Es la propiedad por la cual las partículas de las que se compone un cuerpo están separadas unas de otras por espacios llamados poros. Son muy visibles los poros en las esponjas y en la piedra pómez.

A causa de la porosidad, las esponjas absorben el agua en donde se encuentren; por lo mismo, el papel secante absorbe la tinta.

Los filtros dejan pasar el agua por la misma razón.

Compresibilidad

Es la propiedad por la cual el volumen de los cuerpos puede ser reducido mediante un cambio de presión.

Esta propiedad es una consecuencia de la porosidad.

Los gases son muy compresibles, los sólidos lo son menos y los líquidos lo son mucho menos, es decir, son casi incompresibles.

UNIDAD 1


Investiga: a) ¿Por qué rebota una pelota de hule y no una bola de

hierro? b) ¿En qué propiedad se basa esta diferencia?

Líquidos que presionan

La hidrostática es la rama de la física que tiene por objeto el estudio de los líquidos en estado de equilibrio.

Los líquidos, debido a la gran movilidad de sus moléculas y a la acción de la gravedad, ejercen presiones en las paredes de los vasos que los contienen. Estas presiones son siempre perpendiculares a las superficies consideradas.

Presiones sobre el fondo

La presión ejercida por un líquido sobre el fondo de un vaso es igual al peso de una columna de dicho líquido que tenga por base el fondo del recipiente y por altura la del líquido que contiene. La presión no depende de la forma y capacidad del vaso, sino de la superficie del fondo y de la altura del líquido.

El ser humano puede disfrutar del maravilloso paisaje submarino gracias a los tanques de oxígeno, donde se puede almacenar mucho aire porque está comprimido.

Las llantas de los vehículos y bicicletas, así como las pelotas de hule se inflan con aire comprimido.

Elasticidad

Es la propiedad que tienen los cuerpos de recuperar su forma y volumen originales, tan pronto como cesa la fuerza que actuaba sobre ellos.

No todos los cuerpos tienen el mismo grado de elasticidad. Existen tres tipos de elasticidad: de presión, de tensión y de torsión. Los gases y los líquidos poseen elasticidad de presión.

Entre los sólidos hay algunos, como el acero, el marfil y el caucho que poseen una gran fuerza elástica; otros son muy poco elásticos, como la madera, el plomo y la cera.

Actividad 1

Presiones laterales

Los líquidos ejercen también presión en las paredes laterales de los recipientes que los contienen. Esta presión es igual al peso de una columna de líquido que tenga por base la porción de pared considerada y por altura, la distancia del centro de dicha porción a la superficie libre del líquido.

¡Pobre tonel!Este experimento, inventado por Blaise Pascal, te dará una idea exacta de las grandes presiones a las que están sometidas las paredes de los recipientes llenos de líquido, cuando su nivel está muy alto.Para comprobar cómo funciona el tonel de Pascal, realiza la siguiente actividad. Necesitarás el material que se detalla:

Una botella de plástico Cinta adhesiva o tirro

Con cuidado abre 2 ó 3 agujeros (a la misma altura) en la botella de plástico, tápalos provisionalmente con cinta adhesiva y llena la botella completamente de agua, no le pongas el tapón a la botella.Quita la cinta adhesiva para destapar los agujeros.a) ¿Qué observas? b) ¿A qué se debe este fenómeno?Ahora inclina la botella y observa cózmo sale el agua por los

agujeros. Notas la diferencia en la salida del agua?c) ¿Cómo explicas esto?d) Escribe tus conclusiones en el cuaderno de ciencias.

Actividad 2

UNIDAD 1


Punto de apoyo

Blaise PascalFue un matemático, físico y filósofo francés que nació en 1623.A los 16 años escribió un "Tratado de las secciones cónicas" y dos años después inventó una máquina de calcular y anticipó el cálculo infinitesimal.Aplicaciones del principio de PascalLa prensa hidráulica es una aplicación del principio de Pascal y se utiliza para ejercer grandes presiones.Consiste de dos cuerpos de bomba de diámetro diferente, con dos émbolos macizos y unidos por medio de un tubo. El émbolo pequeño aspira el agua de un depósito y la envía al cuerpo de la bomba mayor. Los dos cuerpos de bomba están cerrados por sus émbolos, que penetran en el agua. Al ejercer en el émbolo pequeño una presión, ésta se transmite al otro por medio del agua proporcionalmente a las superficies respectivas.Los cuerpos que se quiere prensar se colocan entre una plataforma móvil y otra fija.La prensa hidráulica se utiliza en la extracción de aceites, de zumos y de ácidos grasos. También se utiliza en el embalaje del algodón y otras sustancias voluminosas y de poco peso; para conservar los gases bajo fuerte presión y para mover grandes grúas, entre otros.

El principio de Pascal puede comprobarse realizando esta actividad. Consigue los siguientes materiales:

Una pelota de plástico pequeña perforada en diferentes lugares. Uno de los agujeros debe tener mayor diámetro

Una jeringa mediana sin la aguja. Solamente necesitarás el émbolo

Cinta adhesiva Agua

Coloca la cinta adhesiva a todos los agujeros que hiciste a la pelota, luego llénala con agua por el agujero de mayor diámetro. Ajusta el émbolo en el agujero más grande.Entre dos estudiantes quiten la cinta adhesiva a los agujeros al mismo tiempo que presionan por el émbolo.a) ¿Sale el agua de igual forma por cada agujero de la

pelota?b) ¿Cómo explicas esto?c) Dibuja y escribe tus conclusiones y entrega un reporte

escrito al tutor.

Propiedades de los gases

Los gases tienen 3 propiedades características: (1) son fáciles de comprimir, (2) se expanden hasta llenar el contenedor, y (3) ocupan más espacio que los sólidos o líquidos.

Compresibilidad

La combustión interna de un motor provee un buen ejemplo de la facilidad con la cual los gases pueden ser comprimidos. En un motor de cuatro pistones, el

Actividad 3

UNIDAD 1


Principio de Arquímedes

Los líquidos ejercen presiones no sólo en las paredes de los recipientes que los contienen, sino también en los cuerpos sumergidos en ellos. Este principio descubierto por Arquímedes puede enunciarse así:

“Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical de abajo hacia arriba igual al peso del líquido desalojado”.

También se aplica a los gases.

pistón es primero halado por el cilindro para crear un vacío parcial. Luego es empujado dentro del cilindro, comprimiendo la mezcla de gasolina/aire a una fracción de su volumen original.

Expansibilidad

Cualquiera que haya visitado una cocina, ha experimentado el hecho de que los gases se expanden hasta llenar su contenedor.cuando el aroma del pan llena la cocina, entre otros.

De igual forma sucede cuando alguien rompe un huevo podrido y el olor característico rápidamente se esparce por la habitación. Eso sucede porque los gases se expanden para llenar su contenedor. Por lo cual es posible asumir que el volumen de un gas es igual al volumen de su contenedor.

Volumen del gas vs. volumen del sólido

La diferencia entre el volumen de un gas y el volumen de un líquido o sólido que lo forma puede ser ilustrada con el siguiente ejemplo. Un gramo de oxígeno líquido en su punto de ebullición (-183oC) tiene un volumen de 0.894 ml. La misma cantidad de O2 gas a 0oC tiene un volumen de 700 ml, el cual es casi 800 veces más grande. Resultados similares son obtenidos cuando los vólumenes de los sólidos y de los gases son comparados. Un gramo de CO2 sólido tiene un volumen de 0.641 ml a 0oC y a la presión atmosférica de 556 ml, tiene un volumen 850 veces más grande. Como regla general, el volumen de un líquido o sólido se incrementa por un factor de 800 veces cuando se convierte en gas.

La consecuencia de este enorme cambio en volumen es frecuentemente usado para hacer trabajos. El motor a vapor está basado en el hecho de que el agua hierve para formar gas (vapor) que tiene un mayor volumen. El gas entonces escapa de la caldera en la cual fue generado y el gas que se escapa es usado para hacer un trabajo. El mismo principio se pone a prueba cuando se utilizan dinamita para romper rocas. En 1867, Alfredo Nobel descubrió que el explosivo líquido tan peligroso conocido como nitroglicerina puede ser absorbido en barro o aserrín para producir un sólido que era mucho más estable. Cuando la dinamita es detonada, la nitroglicerina se descompone para producir una mezcla de gases de CO2, H2O, N2, y O2.

Actividad 4¿Comprobamos el principio de Arquímedes?Materiales a utilizar:

Una balanza Un objeto de volumen conocido Pesas de varios tamaños y masas Un recipiente con agua de longitud:

a) 8,8 metros a centímetrosb) 2,540 centímetros a pulgadasc) 90 millas a kilómetrosDe masa:a) 3.5 kg a gramos (1 kg = 1,000 gr.)b) 48 kg a libras (1 kg = 2,2 lbs)c) 64 onzas a libras (1 libra = 16 onzas)Procedimiento:Cuelga en uno de los platillos de la balanza un cuerpo de volumen conocido, equilibra con pesas y sumerge dicho cuerpo en agua.La balanza se inclinará del lado de las pesas.

Agrega del lado del cuerpo otras pesas para restablecer el equilibrio y notarás que hay que añadir tantos gramos como centímetros cúbicos tiene el cuerpo, lo cual comprueba el

UNIDAD 1


¿Para qué sirve el principio de Arquímedes?

Las aplicaciones más sobresalientes son: la navegación, la natación y los areómetros.

Navegación

Un barco flota porque desaloja un gran volumen de agua, cuyo empuje contrarresta el peso del barco. Todos los cuerpos, cualquiera que sea su densidad

¿Lo sabías?

Un barco contiene muchos espacios que están llenos de aire.

El aire dentro del barco lo hace menos denso que el agua.

¿Por qué flotan algunas cosas?

Un pedazo de corcho flota en el agua, pero un pedazo de hierro del mismo peso se hunde. Ellos desplazan la misma cantidad de agua porque tienen el mismo peso.

Punto de apoyo

ArquímedesMatemático y físico griego. Se cree que nació en el año 287 a.C.Le debemos numerosos descubrimientos, como el área del círculo.Enunció la ley de equilibrio de los cuerpos flotantes, conocida con el nombre de Principio de Arquímedes. Arquímedes concebía la ciencia como un proceso deductivo.En cierta ocasión expresó: “Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo”, en referencia a la palanca, otra de sus invenciones.

principio, ya que un centímetro cúbi co de agua pesa un gramo.¿Qué produce el principio de Arquímedes?Según este principio, un cuerpo sumergido en un líquido está sujeto a un empuje que obra en sentido inverso al de la gravedad. Este empuje puede ser superior, igual o inferior al peso del cuerpo. De aquí resulta que pueden producirse tres fenómenos diferentes: a) Cuando el empuje es inferior al peso del cuerpo, éste cae

al fondo del líquido.

¿Quieres comprobar lo anterior?Materiales a utilizar:

Tres vasos anchos Tres huevos Agua SalProcedimiento1. Echa agua en el primer vaso hasta un poco más de la

mitad.2. En el segundo recipiente con agua deposita dos

cucharadas de sal.3. El tercer vaso debe recibir agua saturada con una taza de

sal.4. Coloca un huevo en cada recipiente.5. ¿Qué sucede en cada vaso? ¿Cuál es tu conclusión?

b) Si es igual, permanece en equilibrio en su seno.

c) Cuando es mayor, sube a la superficie del líquido, es decir, flota.

pueden flotar en el agua si se les da una forma conveniente. El hierro macizo no puede flotar, porque no desaloja un volumen suficiente de líquido para que el empuje anule su peso, pero flotará si se reduce a láminas y con ellas se construye un barco grande para que el agua desalojada pese más que el hierro.

UNIDAD 1


Los submarinos pueden cambiar su densidad. Cuando llenan sus tanques con aire flotan. Cuando llenan sus tanques con agua, se hunden. Este es el secreto de los submarinos.

Peso aparente y empuje

La flotación de los barcos se basa en el descubrimiento de Arquímedes.

Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza de empuje vertical y hacia arriba igual al peso del fluido desalojado.

¿Existe ese empuje?

Se puede comprobar de la manera siguiente:

1. Se pesa el cuerpo en el aire y el dinamómetro señala un valor determinado (P = mg), debido a la fuerza de atracción gravitatoria.

2. Al introducir el cuerpo en el agua, aparece el empuje de Arquímedes (E), dirigido en sentido contrario al peso y el dinamómetro señala un valor menor.

El peso aparente se calcula así:

Peso aparente = Peso real – empuje.

Por ejemplo: si al pesar un objeto se tiene que pesa 55 N y al sumergirlo en un líquido recibe un empuje de 5N,

Flotación de los cuerposMateriales a utilizar:Dos trozos rectangulares iguales de papel de aluminioUn huacal con agua Procedimiento:

Con un trozo de papel construir un barquito de aluminio.

Con el otro hacer una pelota muy compactada. Introducir el barquito y la pelota en agua y observar lo

que sucede.

Actividad 5

Resumen

entonces su peso aparente en el líquido es de 50N

Condiciones para la flotación:

Si el peso del objeto es mayor que el empuje recibido, el objeto se hunde.

Si el peso es igual al empuje, el objeto flota en equilibrio con el líquido.

Si el peso es menor que el empuje recibido, el cuerpo flota.

El corcho flota porque tiene espacios microscópicos llenos de aire , cosa que no sucede con el hierro. Siempre que algo es menos denso que el agua, flota.

Las principales propiedades de los cuerpos son el volumen, la impenetrabilidad, la divisibilidad, la dilatabilidad, la porosidad, la compresibilidad, la elasticidad y la inercia.

La presión hidrostática es la que ejercen los líquidos sobre las paredes laterales de los recipientes que los contienen.

El principio de Pascal establece que la presión ejercida en un punto de un líquido encerrado se distribuye por igual en todos los puntos del líquido.

El principio de Arquímides establece que todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta una fuerza ascendente llamada empuje.

UNIDAD 1


Autocomprobación

Es la propiedad por la cual el volumen de los cuerpos puede ser reducido:a) elasticidad.b) porosidad.c) compresibilidad.d) dureza.

Es una aplicación del principio de Arquímedes:a) la navegación.b) la máquina de cálculo.c) los satélites.d) la computadora.

Al destapar un recipiente con perfume, el aroma alcanza un espacio determinado. Esto demuestra una propiedad de los gases llamada:a) compresibilidad.b) volumen.c) expansibilidad.d) elasticidad.

Es una aplicación del principio de Pascal:a) cálculo infinitesimal.b) la prensa hidráulica.c) el émbolo.d) la natación.

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42

Se cuenta que Arquímedes descubrió el principio que lleva su nombre cuando el rey de Siracusa le ordenó descubrir si una corona que había encargado estaba

realmente hecha de oro macizo, sin romperla ni destruirla. Preocupado por el problema, Arquímedes se sumergió con ella en el baño, y cuando notó que el agua de la bañera rebalsaba, se le ocurrió la idea y corrió desnudo por las calles de Siracusa, mientras gritaba: ¡Eureka! (lo encontré). Arquímedes fue de los primeros en aplicar los conocimientos científicos a la

solución de problemas prácticos.

¡EUREKA!




Proyecto

¡Comienza hoy!

Propósito

La verdadera finalidad del estudio es el bienestar del ser humano, un bienestar físico y mental. En esta unidad, que casi termina, has adquirido conocimientos que te permiten comprender de una manera mejor muchas situaciones de la vida cotidiana. También has aprendido que saber, en muchas ocasiones, significa ahorro y bienestar. Por ejemplo, en lo que se refiere al consumo de la energía eléctrica, el derroche de energía muchas veces por desconocimiento puede llevar a preocupaciones financieras a la hora de pagar su consumo y, además, este derroche repercute causando más daño al medio ambiente. El proyecto de esta unidad te permitirá ayudarte y ayudar a los demás en este rubro.

Centro teórico

El conocimiento de la física, en general, te prepara para comprender mejor lo que se refiere al consumo eléctrico y su uso adecuado. Las siguientes indicaciones son necesarias para hacer una evaluación de la energía en tu casa: Asegúrate de que tus aparatos electrodomésticos tengan buen mantenimiento. Es conveniente consultar los respectivos manuales. Analiza las necesidades y patrones de alumbrado que utilizan en tu hogar y fíjate muy bien en lugares como la sala, la cocina y el exterior. Sustituye los focos (también llamados incandescentes) y accesorios tradicionales, por lámparas fluorescentes.

Desarrollo

Con ayuda de los pasos del método científico prepara un plan de eficiencia energética que te permitirá aumentar la eficiencia y ahorrar. Las siguientes preguntas te servirán para establecer los pasos a seguir en tu investigación:

¿Cuánto dinero gastas en energía? ¿Cuántos aparatos eléctricos posees? ¿Dónde hay más desperdicio? ¿En cuánto tiempo recuperarás el dinero invertido en un plan de eficiencia energética con el ahorro de

energía? ¿Qué beneficios adicionales te traerán las medidas que pongas en marcha? ¿Harás solo tú el trabajo o tendrás ayuda? ¿Cuál es tu presupuesto?

Una vez que asignes las prioridades según las necesidades energéticas, puedes formular un plan de eficiencia energética para toda tu casa. Tu plan te dará una estrategia para realizar compras inteligentes y hacer mejoras en el hogar que te permitan aumentar la eficiencia energética y ahorrar mucho dinero.

Cierre del proyecto

Este proyecto es solo el principio para ayudarte y cuidar tu ambiente.

¿Y por qué no compartirlo y extenderlo a tus compañeros y familiares? El beneficio sería mayor.


Recursos

Lección 1

Monografía.com: El Método Científicohttp://www.monografias.com/trabajos21/metodo-cientifico/metodo-cientifico.shtml 2005Lección 2

Universidad del país Vasco: Cinemáticahttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/cinematica.htmLección 3

Enciclopedia libre Wikipedia: Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza 2009

Mora, Gonzalo: Las fuerzas y sus efectoshttp://www.terra.es/personal2/gonzaloylola/segundo-tema-2/tema2.htm 2008Lección 4

Sociedad de Andaluza de Educación en Matemática: Leyes de Newton http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html 2006Lección 5

Profesor en línea: Propiedades de los gases http://www.profesorenlinea.cl/fisica/GasesPropiedades.htm 2005

El principio de pascal y sus aplicaciones http://html.rincondelvago.com/principio-de-pascal.html

Enciclopedia libre Wikipedia: Principio de Arquímedeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes 2009

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CIENCIAS NATURALES - southamericanuniversity.org · 102 Ciencias Naturales - Octavo Grado En esta primera unidad profundizarás en el conocimiento de las ciencias naturales. Haremos