Fisica y Quimica-44

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  • FSICA YQUMICA

    4 ESOJaime Ruiz-Mateos

  • 1) Cinemtica.

    2) Dinmica.

    3) Trabajo, energa y potencia.

    4) Calor y temperatura.

    5) Formulacin y nomenclatura inorgnicas.

    6) Clculos qumicos.

    7) Reacciones qumicas.

    8) Formulacin y nomenclatura orgnicas.

    2

    ESQUEMA DE LA ASIGNATURA DE FQ DE 4 ESO

  • Esquema

    1. Conceptos previos.2. M.R.U. (movimiento rectilneo uniforme).3. M.R.U.V. (movimiento rectilneo uniformemente variado).4. Movimientos verticales.5. Grficas.

    5.1. Introduccin matemtica.5.2. Tipos de grficas de movimiento.5.3. Dibujo de grficas.5.4. Determinacin de la ecuacin.5.5. Clculos a partir de grficas.

    6. M.C.U. (movimiento circular uniforme).

    1. Conceptos previos

    - Mecnica: rama de la Fsica que estudia el movimiento. La Mecnica se divide en:

    CinemticaMecnica

    Dinmica

    - Cinemtica: rama de la Mecnica que estudia el movimiento sin tener en cuenta las fuerzas que lo producen.- Dinmica: rama de la Mecnica que estudia el movimiento teniendo en cuenta las fuerzas que lo producen.- Mvil: cuerpo que est en movimiento.- Movimiento: cambio en la posicin de un mvil a medida que pasa el tiempo.- Sistema de referencia: sistema con respecto al cual se mide el movimiento de un mvil: son los ejes X e Y. y

    x

    - Posicin, s: distancia de un punto al origen medido sobre la trayectoria. A un tiempo t1 le corresponde una posicin s1, a un tiempo t2 una posicin s2, etc.

    y

    s1 s2

    x

    3

    TEMA 1: CINEMTICA

  • - Espacio recorrido, e: longitud recorrida por el mvil en un intervalo de tiempo.

    Espacio recorrido

    siendo: s : incremento de s. (m)

    y

    e

    x

    - Ecuacin del movimiento: frmula en la que aparece la posicin, s, en funcin del tiempo, t. Ejemplo: s = 3 t + 2.- Velocidad, v: magnitud que mide el cambio de espacio recorrido por unidad de tiempo.- Aceleracin, a: magnitud que mide el cambio de velocidad por unidad de tiempo.- Trayectoria: lnea que describe un cuerpo en movimiento. Puede ser real o imaginaria.Ejemplo: el humo de un avin es una trayectoria real. El movimiento de una mano en el aire es una trayectoria imaginaria.

    Los movimientos se clasifican segn su trayectoria en rectilneos y curvilneos.

    Rectilneo Curvilneo

    - Velocidad instantnea, v: aquella que tiene el mvil en un tiempo determinado, t. En un coche, la velocidad instantnea es la que indica el velocmetro. - Velocidad media, vm: aquella que tiene un mvil en un intervalo de tiempo, t, (incremento de t).

    vm = ts

    O bien, de forma ms sencilla:

    Velocidad mediasiendo: vm: velocidad media. (m/s o km/h)

    e: espacio recorrido. (m o km)t: tiempo. (s o h)

    De esta ecuacin se obtienen otras dos:

    Espacio recorrido Tiempo

    4

    vm = te

    e = v t t = ve

    e = s2 s1 = s

  • Para transformar unidades, se utilizan factores de conversin. Ejemplo: demuestra que para pasar de km/h a m/s, hay que dividir por 36.Solucin:

    1 hkm

    = 1 hkm

    kmm

    11000

    sh

    36001

    = 3600

    10001 =

    6'31

    Para pasar de m/s a km/h, hay que multiplicar por 36.

    Ejemplo: la distancia entre dos ciudades es 20 km. Un coche tarda un cuarto de hora en ir de la una a la otra. Cul ha sido su velocidad media?Podramos trabajar en m/ s, pero no es necesario en este problema:

    vm = te

    = h

    km

    41

    20 = 80

    hkm

    Ejercicio: en una carretera, un coche tarda 20 s en pasar por dos mojones consecutivos. Calcula su velocidad media en m/ s y en km/ h.

    - Aceleracin instantnea, a: aquella que tiene el mvil en un tiempo t.- Aceleracin media, am: aquella que tiene el mvil en un intervalo de tiempo, t.

    Aceleracin media

    siendo: am: aceleracin media. (m/s2)v : incremento de la velocidad. (m/s)

    t: incremento de tiempo. (s)vo: velocidad inicial. (m/s)v: velocidad final. (m/s)to: tiempo inicial. (s)t: tiempo final. (s)

    Ejemplo: 3 m/s2 significa que:

    Para t = 0 Para t = 1 s Para t = 2 s Para t = 3 sv = 0 v = 3 m/s v = 6 m/s v = 9 m/s

    5

    am = tv

    = 0

    0

    ttvv

  • Ejemplo: un tren pasa de 10 m/s a 20 m/s en medio minuto. Cul es su aceleracin media?

    am = tv

    = 0

    0

    ttvv

    = 30

    1020 =

    3010

    = 0333 2sm

    Ejercicio: un coche va por la carretera a 100 km/ h. Acelera y alcanza 120 km/ h en 10 s. Calcula su aceleracin media.

    Ejercicio: cul de estas aceleraciones es mayor: 0'5 km/min2 20 km/h2 ?

    2. M.R.U. (movimiento rectilneo uniforme)

    Para este movimiento: v = constante y a = 0.La velocidad es constante y la trayectoria es recta. La velocidad media y la instantnea son

    iguales.

    Velocidad Espacio recorrido Tiempo

    Ejemplo: dos coches salen en sentidos opuestos y al mismo tiempo desde dos ciudades separadas 40 km. El primero, el A, va a 100 km/h y el segundo, el B, a 80 km/h. Dnde y cundo se encontrarn?

    A B

    Solucin: llamemos x a la distancia que recorre el coche A. La que recorre el coche B ser: 40 x .Aplicamos esta ecuacin: e = v t para cada coche:Coche A: x = 100 tCoche B: 40 x = 80 t

    Resolviendo el sistema: 40 100 t = 80 t 40 = 180 t t = 18040

    = 0222 h

    x = 100 t = 100 0222 = 222 km

    6

    e = v tv = vm = te

    t = ve

  • Ejercicio: averigua dnde y cundo se encontrarn los coches del ejemplo anterior si los dos van en el mismo sentido:

    A B

    Ejercicio: un cuerpo se mueve a 100 km/h. Calcula el tiempo necesario para recorrer 50 m.

    3. M.R.U.V. (movimiento rectilneo uniformemente variado)

    Para este movimiento: a = constante y v = variable.La trayectoria es recta y la aceleracin constante. Hay dos tipos:

    MRUA: la velocidad aumenta con el tiempo.MRUV

    MRUR: la velocidad disminuye con el tiempo, est frenando.

    Las ecuaciones de este movimiento son:

    Aceleracin Espacio recorrido

    Velocidad en funcin del tiempo Velocidad en funcin del espacio

    7

    a = am = tv

    = 0

    0

    ttvv

    v = v0 a t v2 = v 20 2 a e

    e = v0 t 21

    a t2

  • El signo + es para el MRUA y el para el MRUR. En las frmulas anteriores, la aceleracin tiene que sustituirse siempre positiva. No pueden haber dos signos negativos seguidos: - - .

    Ejemplo: un cuerpo se mueve a 50 km/h y pasa a 70 km/h en 5 s. Calcula: a) Su aceleracin. b) El espacio recorrido en 5 s.Solucin: se trata de un MRUA.

    v0 = 50 hkm

    = 6'3

    50 = 139

    sm

    ; v = 70 hkm

    = 6'3

    70 = 194

    sm

    a) a = 0

    0

    ttvv

    = 5

    9'134'19 =

    55'5

    = 11 2sm

    b) e = v0 t + 21

    a t2 = 139 5 + 21

    11 52 = 695 + 137 = 832 m

    Ejercicio: un cuerpo parte del reposo y tiene una aceleracin de 2 m/ s2. Calcula:a) El espacio recorrido en 10 s. b) La velocidad a los 10 s. c) El tiempo necesario para recorrer 100 m.

    Ejercicio: un cuerpo est inicialmente en reposo y recorre 100 m en 12 s. Calcula: a) Su aceleracin. b) La velocidad a los 5 s.

    4. Movimientos verticales

    Cuando un cuerpo se deja caer, o se lanza hacia arriba o se lanza hacia abajo, est sometido nicamente a la fuerza de la gravedad. En los tres casos, las frmulas que se utilizan son las mismas, slo cambia el signo:

    Espacio recorrido Velocidad en funcin Velocidad en funcin del tiempo del espacio

    8

    v = v0 g t v2 = v 20 2 g ee = v0 t 2

    1 g t2

  • g es la aceleracin de la gravedad, y vale: g = 98 2sm

    10 2sm

    Cuando el cuerpo sube, el signo es , se trata de un MRUR, est frenando. Cuando el cuerpo baja, el signo es +, se trata de un MRUA, est acelerando.

    Cuando el cuerpo se deja caer, el movimiento se llama cada libre y v0 = 0 y las ecuaciones son:

    Espacio recorrido Velocidad en funcin del tiempo Velocidad en funcin del espacio

    Ejemplo: un cuerpo se deja caer desde 50 m de altura. Calcula: a) El tiempo que tarda en caer. b) La velocidad al llegar al suelo.Solucin:

    a) e = 21

    g t2 ; t = ge2

    = 10

    502 = 10 = 316 s

    b) v 2 = 2 g e ; v = eg 2 = 50102 = 1000 = 316 sm

    Ejercicio: se lanza hacia arriba un cuerpo a 100 km/ h. Calcula:a)