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MODULO DE FÍSICA TERCERO SEC
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COLEGIO CEIBOS
1 Física
MÓDULO DE
FÍSICATERCERO DE SECUNDARIA
COLEGIO CEIBOS
2 Física
MAGNITUDES FÍSICAS
ENERGÍA MECÁNICA
Y APLICACIONES
COLEGIO CEIBOS
MAGNI TUDES FÍSICAS
Es todo aquello susceptible a ser expresado cuantitativamente. Por
ejemplo, la velocidad cuya unidad de medida es (m/s); la masa en (Kg);
la longitud en (m); la corriente eléctrica en (Amperio), etc.
Clasificación:
MAGNITUDES
3 Física
POR SU ORIGEN POR SU NATURALEZA
FUNDAMENTAL DERIVADAS ESCALARES VECTORIALES
Son magnitudes básicas, independientes entre sí, son siete:
- Longitud.- Masa.- Tiempo.- Temperatura termodinámica.
- Intensidad de
Son magnitudes que se representan en función de las magnitudes fundamentales. Ejm:
- Densidad.- Volumen.- Área.- Presión.- Fuerza.
Son aquellas que quedan completamente definidas con solo conocer su módulo (valor numérico)
Ejm:
- Trabajo.- Tiempo.- Masa.- Longitud.- Área.
Son aquellas que quedan completamente definidas con solo conocer su módulo y su dirección. Ejm:
- Velocidad.- Fuerza.- Masa.- Peso.- Intensidad de campo
IMPORTANTE:
Existen magnitudes que sólo posee el Sistema Internacional de unidades, denominadas MAGNITUDES AUXILIARES utilizadas en situaciones de medición angular.
COLEGIO CEIBOS
Cuadro de magnitudes fundamentales, derivadas y auxiliares
MAGNITUD
FUNDAMENTAL
NOMBRE DE LA
UNIDAD
SÍMBOL
O
Longitud metro M
Masa Kilogramo Kg
Tiempo segundo S
Temperatura termodinámica Kelvin K
Intensidad de corriente
eléctrica
Ampere A
Intensidad Luminosa Candela Cd
Cantidad de sustancia mol Mol
MAGNITUD
DERIVADA
NOMBRE DE LA
UNIDAD
SÍMBOLO
Velocidad metro/segundo m/s
Volumen metro3 m3
Área Metro2 m2
Presión Pascal = Newton/metro Pa = N/m
Aceleración metro/segundo2 m/s2
Peso Newton N
Energía Joule J = (Kg x
m2)/s2
Trabajo Joule J = (Kg x
m2)/s2
Densidad Kilogramo/ metro3 Kg/ m3
Campo eléctrico Newton/Coulumb N/C
Campo magnético Tesla T
Calor Joule J = (Kg x
m2)/s2
4 Física
COLEGIO CEIBOS
MAGNITUD
AUXILIAR
NOMBRE DE LA
UNIDAD
SÍMBOLO
Ángulo plano Radián Rd
Ángulo sólido Stereo radián Sr
TALLER N° 01
I. Según lo aprendido en clase, marca la alternativa correcta.
1. ¿Qué magnitud no está correctamente relacionada con su magnitud fundamental?
a. Longitud – metro
b. Temperatura - grados centígrados
c. Masa – kilogramos
d. Cantidad de sustancia – mol
2. ¿Cuál no es una magnitud fundamental?
a. Temperatura
b. Fuerza
c. Cantidad de sustancia
d. Longitud
II. En función a lo aprendido en clase, analiza las siguientes preguntas y responde de forma coherente las siguientes preguntas.
1. ¿Cuál es la diferencia entre los siguientes términos: Medir - Medida - Magnitud?________________________________________________________________________________________________________________________________
5 Física
COLEGIO CEIBOS
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. ¿La masa y el peso son dos magnitudes físicas iguales? Fundamenta tu respuesta.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
III. Aplico lo aprendido en la vida cotidiana.
1. Proponer una situación problemática donde apliques magnitudes fundamentales y derivadas con su posible solución.
2. Investiga ¿Cuáles son las características del campo magnético y cómo afecta al planeta tierra?
3. De acuerdo a lo explicado en clase: ¿Cuáles son las magnitudes vectoriales y escalares más usadas en tu quehacer diario? Explica su utilidad.
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)
Es el sistema oficial actualmente utilizado en diversas aplicaciones, como en el estudio y aplicación de ciencias e ingenierías.
Evolución del Sistema Internacional
6 Física
Metro gramo
2 Unidades
Sistema métrico decimal (1799)
Metro gramo
segundo
3 Unidades
Adoptado por el primer congreso internacional de
Electricidad (1881)
Metro Kilogram
o segundo
4 Unidades
Comisión Electrotécnica Internacional
(1881)
COLEGIO CEIBOS
MAGNITUDES FUNDAMENTALES
Magnitud Física Unidad Símbolo
Longitud metro mMasa Kilogramo Kg
Tiempo segundo STemperatura
termodinámicaKelvin K
Intensidad de corriente eléctrica
Ampere A
Intensidad Luminosa Candela CdCantidad de sustancia mol mol
MAGNITUDES DERIVADAS:
7 Física
Metro Kilogramo segundo Ampere Grados Kelvin
6 Unidades
10ma y 11va Conferencia General de Pesas y Medidas
(CGPM)
Metro Kilogramo segundo Ampere Grados Kelvin
Candela
7 Unidades
14va Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM)
(1971)
COLEGIO CEIBOS
Magnitud Ecuación Unidad Símbolo
Área A = Longitud× Longitud
A=L× L=L2Metro cuadrado m 2
Volumen V=Longitud ×Longitud× Longitud
V=L×L×L=L3Metro cúbico m3
Velocidad v=Longitudtiempo
= LT
Metro por segundo
m/s
Aceleración
a=velocidadtiempo
=vT
=
LTT
=L
T 2
Metro por segundo al cuadrado
m/s2
Densidad D= masavolumen
=M
L3Kilogramo por metro al cubo
Kg/m3
Fuerza F=masa×aceleración=m×a
F=M×L
T 2=ML
T 2
Kg×m
s2=Newton N
Peso w=masa×gravedad=m×g
w=M ×L
T2=ML
T 2
Kg×m
s2=Newton N
Trabajo W=Fuerza×Longitud=F× L
W=M×LT 2×L=M L2
T 2
Kg×m2
s2=Joule
J
Energía
E .Cinética=12masa×velocidad2
E .C=M ×( LT )
2
2=M L2
2T2
Kg.m2
s2=Joule
J
E . Potencial=masa×gravedad×altura
E . P=M ×LT 2× L=M L2
T2
Kg.m2
s2=Joule
Presión P= FuerzaÁrea
= FA
P=
ML
T 2
L2
Kg .m
s2
m2
N
m2=Pascal
Pa
8 Física
COLEGIO CEIBOS
Potencia
P=Trabajotiempo
=
M L2
T2
T
Js=Watts W
Frecuencia f= 1Tiempo
= 1T
1s=Hertz Hz
Carga eléctrica
q=Intensidad de corriente electrica× tiempoq=I ×T
Ampere×segundoA×s=Coulumb
C
Potencial eléctrico
V= TrabajoCargaeléctrica
=
M L2
T 2
¿
JouleCoulumb
=Voltio V
MAGNITUDES AUXILIARES: Son medidas angulares adimensionales que no fueron clasificadas por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) como unidades fundamentales o derivadas.
Magnitud física Unidad SímboloÁngulo plano Radián RdÁngulo sólido Stereo radián Sr
TALLER N° 2
1. En función a tus características, menciona el mayor número de las que son magnitudes. Y ¿Por qué son consideradas magnitudes?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9 Física
COLEGIO CEIBOS
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Investiga y fundamenta a. ¿Por qué la gravedad de la Luna es menor que en la Tierra?
¿Qué magnitudes contribuyen a este fenómeno?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
b. ¿Por qué los astronautas tienen mayor masa en la tierra que en la Luna?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
c. Consulta otras unidades convencionales para la medida de la longitud.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
d. Consulta otras unidades convencionales para la masa.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
e. Busca instrumentos utilizados para medir la longitud.
______________________________________________________________________________________________________________________________________
10 Física
COLEGIO CEIBOS
______________________________________________________________________________________________________________________________________
f. Elabora con material reciclable un modelo de instrumento para medir la longitud, la masa y el tiempo.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
g. Calcule la densidad de un sólido que mide 5 cm de lado y cuya masa es de 450 gr.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
11 Física
COLEGIO CEIBOS
ERRORES DE MEDICIÓN
Un instrumento de medición es un aparato que se usa para comparar magnitudes físicas mediante un proceso de medición.
El proceso de medición requiere definir y ejecutar correctamente tres pasos: ¿qué es lo que se va a medir?, ¿cómo se va a medir? y ¿con qué elementos se va a medir?. Pueden distinguirse tres sistemas involucrados en el proceso de medición:
1. Sistema objeto (qué): La cantidad a medir. 2. Sistema de medición (con qué elementos): El instrumento que
utilizamos para medir.
3. Sistema de comparación o referencia (cómo): La unidad empleada, con su definición y su patrón.
Ejemplo: Si se desea medir el largo de una mesa, el instrumento de medición podría ser una regla. Eligiendo el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad será el _________ y la regla a usar deberá estar calibrada en esa unidad o submúltiplos. La medición consistirá en determinar cuántas veces la regla entra en la longitud buscada.
Las características importantes de un instrumento de medida son:
Precisión: Es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.
Exactitud: Es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real.
Apreciación: Es la medida más pequeña que es perceptible en un instrumento de medida.
Sensibilidad: Es la relación de desplazamiento entre el indicador de la medida y la medida real.
I. Cuantificación de los errores de medición:
a. Error absoluto (EA ): Es la diferencia entre la medición y el valor
promedio. Indica el grado de aproximación y da un indicio de la calidad de la medida. Para esto inicialmente necesitamos calcular el valor promedio.
12 Física
COLEGIO CEIBOS
Valor promedio (X )= Sumade todas lasmedicionesnúmero demediciones realizadas
X=x1+x2+ x3+x4+…+xn
nEl error absoluto se halla:
EA=|Valor medido−Valor promedio|EA=|Xm−X|
b. Desviación media (Dm ): Es una medida de dispersión de datos, es
el cociente entre la suma de los errores absolutos y el número de mediciones realizadas.
Dm=∑ E A
n=E A1
+EA 2+EA3
+E A4+…+EAn
n
c. Error relativo (E r ): Es el cociente entre el error absoluto y el
valor promedio. Indica la calidad de la medida.
Er=Error absolutoValor promedio
=EA
X
d. Error porcentual (EP): Es el error relativo por 100, con lo cual queda expresado en por ciento.
EP=ER×100%
II. Errores de medición:
a. Errores groseros o espurios o fallas: Son aquellos que provienen de la equivocación del operador (fallas). Por ejemplo, contar mal las oscilaciones del péndulo, anotar mal un valor por invertir los dígitos. Estos errores pueden evitarse siendo cautelosos y repitiendo la medición.
b. Errores sistemáticos o sesgo: Son errores inherentes al procedimiento de medición. Se deben en general a imperfecciones del instrumento. Actúan siempre con el mismo signo; por lo tanto, al reiterar las observaciones sus efectos se suman. Por ejemplo, un instrumento descalibrado repetirá, si se mide varias veces en las mismas condiciones, el mismo error con el mismo signo; es posible eliminarlo contrastando el instrumento con un patrón (esto es, calibrándolo).
c. Errores casuales o aleatorios o accidentales: Se deben a perturbaciones que provienen de fuentes de errores
13 Física
COLEGIO CEIBOS
independientes e imposibles de detectar como la variación de la presión, humedad y temperatura del ambiente sobre el instrumento.
III. Mediciones directas e indirectas:
a. Mediciones directas: Es aquel proceso de comparar una cantidad física con otra de la misma especie a la cual se le denomina unidad patrón. Por ejemplo:
Medir la masa de un cuerpo con una balanza. Medir la estatura de una persona con un centímetro. Medir el tiempo que recorre un atleta loa 100 m planos con
un cronómetro.b. Mediciones indirectas: Es aquel proceso de medición usando
ecuaciones matemáticas e instrumentos de medición. Por ejemplo: Medir la altura de una torre conociendo la sombra que
proyecta. Medir la distancia entre el Sol y la Tierra. Medir la masa de la tierra.
TALLER N° 3
1. Seis integrantes de un equipo trabajan individualmente y miden la longitud de su laboratorio escolar y obtienen las siguientes dimensiones:
a. 10.57 m d. 10.58 mb. 10.54 m e. 10.53 mc. 10.59 m f. 10.57 m
Calcular:a. El valor promedio de las mediciones.b. El error absoluto o desviación absoluta de cada medición.c. La desviación media d. El error relativo de cada medición.e. El error porcentual de cada medición.
2. Realiza 10 mediciones aplicables a la vida cotidiana y calcula de
forma correcta los siguientes elementos:
a. El valor promedio de las mediciones.
14 Física
COLEGIO CEIBOS
b. El error absoluto o desviación absoluta de cada medición.c. La desviación media d. El error relativo de cada medición.e. El error porcentual de cada medición.
CONVERSIÓN DE UNIDADES
En muchas situaciones en Física, tenemos que realizar operaciones con magnitudes que vienen expresadas en unidades que no son homogéneas. Para que los cálculos que realicemos sean correctos, debemos transformar las unidades de forma que se cumpla el principio de homogeneidad.Ejm: Si queremos calcular el espacio recorrido por un móvil que se mueve a velocidad constante de 72 Km/h en un trayecto que le lleva 30 segundos, debemos aplicar la ecuación d=v ×t, pero tenemos el problema que la velocidad viene expresada en Kilómetro /hora, mientras que el tiempo es en segundos. Esto nos obliga a transformar una de las
15 Física
COLEGIO CEIBOS
dos unidades, de forma que ambas sean la misma, para no alterar el principio de homogeneidad y que el cálculo sea acertado.Para realizar la transformación utilizamos factores de conversión. Llamamos factor de conversión a la relación de equivalencia entre dos unidades de la misma magnitud, es decir, un cociente que nos índica los valores numéricos de equivalencia entre ambas unidades. Por ejemplo. En nuestro caso, el factor de conversión entre horas y segundos viene dado por la expresión:
1hora3600 segundos
, ya que 1hora=3600 segundos
En nuestro caso, deseamos transformar la velocidad de Km/hora a Km/segundo, por lo cual usaremos la equivalencia anterior:
72Kmhora
×1hora
3600 segundos=0,02 Km
seg
Si tenemos que transformar más de una unidad, utilizamos todos los factores de conversión sucesivamente y realizamos las operaciones. Por ejemplo, transformamos los 72 Km/h a m/s.
72Kmhora
×1hora
3600 segundos×1000m1Km
=20m /s
Con el fin de utilizar siempre el mismo sistema de unidades y tener un criterio de homogeneización utilizamos el Sistema Internacional de Unidades.
16 Física
CONVERSIÓN DE UNIDADES DE MASA
Nomenclatura Símbolo
Pulgadas in
Pies ft
Yardas yd
Millas mi
COLEGIO CEIBOS
UNIDADES DE
MASA
EQUIVALENCIA.
1 tonelada (T)
= 1000 Kg
= 2204,62 lb
1 Kilogramo (Kg)
= 1000 g
= 2,2 lb
1 libra (lb)
= 16 oz
= 0,454 Kg
= 454 g
1 onza (oz) = 28,35 g
1 quintal (qq) = 100 Kg
1 arroba (@)
= 25 lb
= 11,5 Kg
UNIDADES DE
LONGITUD
EQUIVALENCIA.
Centímetros (cm)
= 0,39 in
= 0,01 m
= 10 mm
Metros (m)
= 10 dm
= 100 cm
= 1000 mm
= 39,37 in
= 3,28 ft
= 1,094 yd
Decámetros (Dm) = 10 m
Hectómetros (Hm) = 100 m
= 1000 m
= 1093,61 yd
= 3280,83 ft
17 Física
CONVERSIÓN DE UNIDADES DE LONGITUD
COLEGIO CEIBOS
Kilómetros (Km) = 0,62 mi
Yardas (yd) = 0,914 m
= 91,44 cm
= 3 ft
Millas (mi)
= 1,61 Km
= 5280 ft
= 1759,62 yd
= 1609,34 m
Pies (ft)
= 0,305 m
= 30,48 cm
= 12 in
= 0,33 yd
Pulgadas (in)
= 2,54 cm
= 0,083 ft
UNIDADES DE
VOLUMEN
EQUIVALENCIA.
1 Kilómetro cuadrado
(Km2)
= 1000 Ha
1 Hectárea (Ha)
= 10000 m2
= 2,47 acres
1 acre = 4046.9 m2
1 metro cuadrado (m2) = 10000 cm2
1 centímetro cuadrado
(m2)
= 100 mm2
18 Física
CONVERSIÓN DE UNIDADES DE VOLUMEN
CONVERSIÓN DE UNIDADES DE ÁREA
COLEGIO CEIBOS
UNIDADES DE
VOLUMEN
EQUIVALENCIA.
1 metro cúbico (m3)
= 1000 dm3
= 1000 l
1 decímetro cúbico
(dm3)
= 1 l
= 1000 cm3
1 galón = 4,55 l
TALLER N° 4
1. Teniendo en cuenta la equivalencia entre las unidades fundamentales, determina los factores de conversión de:a. 400 Km a millas:
b. 100 Km/h en m/s:
c. 12 pulgadas en milímetros:
d. 6080 pies en metros:
e. 420 litros en centímetros cúbicos:
2. Determina en metros cuadrados (m2) el área de un cuadrado que tiene un pie de lado.
3. Si un avión está volando a 30 mil pies de altura ¿Cuántos metros lo separan de la superficie?
19 Física
COLEGIO CEIBOS
4. ¿Cuántos galones pueden almacenarse en un recipiente esférico que tiene una capacidad de 100000 litros?
5. Si la masa de la tierra es de 6×1024Kg y pudiera suponerse que es una esfera de 6400 Km de radio ¿Cuál sería su radio en centímetros?
6. Una sala de estar tiene 18 ft de ancho y 33 ft de largo ¿Cuál es el área de la sala en m2?
ANÁLISIS DIMENSIONAL
El Análisis Dimensional es la parte de la Física que se encarga de relacionar correctamente las magnitudes derivadas con las fundamentales.
¿Qué se persigue con el Análisis Dimensional?
a. Relacionar una magnitud física derivada con las fundamentales.b. Comprobar si es correcta alguna ecuación física.c. Establecer la veracidad de una fórmula propuesta.d. Proponer fórmulas empíricas.e. Para deducir otras fórmulas
FÓRMULA DIMENSIONAL
FÓRMULA DIMENSIONAL
20 Física
A la igualdad que presenta
una magnitud derivada en
función de las magnitudes
fundamentales, se le
llama….
COLEGIO CEIBOS
Fórmula Empírica: Relación comprobada de dependencia de una magnitud (a) con otras (b, c, d), relacionadas por una constante.
a = K . bx
. cy
. dz
Si “x” es una magnitud derivada.
|x| es la fórmula dimensional.
|x|= La
. Mb
. Tc
. d
. Ie
. Jf
. Ng
REGLAS BÁSICAS
a. Las magnitudes físicas no cumplen con las leyes de la adición ni la
sustracción.
i. L + 2 L + L = L
ii. MT – MT = MT
b. Todos los números reales en sus diferentes formas, son cantidades
adimensionales, y su fórmula dimensional es la unidad.
i. √2=1ii. π rad=1
iii. sin 30 °=1
iv. 0,006=1
N° MAGNITUD
DERIVADA
FÓRMULA FÍSICA FÓRMULA
DIMENSIONAL
1 Área Longitud2 L2
2 Volumen Longitud3 L3
3 Densidad Masa / volumen M L−3
4 Período Tiempo T
5 Frecuencia 1/ tiempo T−1
6 Velocidad Longitud /tiempo ¿−1
7 Aceleración Longitud /tiempo2 ¿−2
8 Velocidad angular Longitud de arco (θ) / T−1
21 Física
COLEGIO CEIBOS
tiempo
9 Aceleración angular Longitud de arco (θ) /
tiempo2
T−2
10 peso Masa × gravedad MLT−2
11 Fuerza Masa × aceleración MLT−2
12 Torque Fuerza × distancia M L2T−2
13 Energía cinética 12masa×velocidad2 M L2T−2
14 Energía potencial masa×gravedad×altura M L2T−2
15 Trabajo Fuerza × distancia M L2T−2
16 Presión Fuerza / área M L−1T−2
17 Potencia Trabajo / tiempo M L2T−3
18 Peso específico Peso / volumen M L−2T−2
19 Impulso Fuerza × tiempo MLT−1
20 Cantidad de
movimiento
Masa × velocidad MLT−1
ECUACIONES DIMENSIONALES
Son relaciones de igualdad en donde se puede encontrar incógnitas por conocer. Ejemplos:
a) M. T |x|−M|y|=L.M .T 2
Incógnitas:|x|,|y| Magnitudes: L, M, T.
b) La .T 2 .N−3=L4 .T b .N26
Incógnitas: a y b (números)
PRINCIPIO DE HOMOGENEIDAD DIMENSIONAL
“Toda fórmula o ecuación será dimensionalmente correcta u homogénea, si todos sus términos son dimensionalmente iguales”.
22 Física
COLEGIO CEIBOS
|A|+|B|−|C|=|D|⇒|A|=|B|=|C|=|D|ejemplo :
v=dt
=|v|=[ d [|t|
⇒L .T−1=L.T−1
Taller N° 5
1. En la siguiente ecuación dimensional. Siendo: V = volumen; h = altura; t = tiempo.
V= a
t3+ b+h
c,hallar :
ba .c
2. Determinar la ecuación dimensional de la energía cinética a partir de:
Ek =
12m.v2.
Donde: Ek = energía cinética; m = masa; v = velocidad.
3. La ley de la atracción universal de las masas establece que: F=K
m1m2d2
, Hallar la ecuación dimensional de K.
4. Hallar la ecuación dimensional de:
E=S⋅V ⋅F⋅αD⋅W
Donde: S = área ; V = velocidad lineal; F = fuerza ;
= aceleración angular; D = densidad; W = trabajo
5. La Potencia impulsadora de una hélice de barco es: P=K w xr y Dz
Siendo: W = velocidad angular; r = radio de la hélice; D = densidad del agua de marHallar: x + y + z
6. Hallar: x + y + z en: F=M x + yT yD z
Siendo F = Fuerza; M= Masa; T= Tiempo; D= Densidad
7. Si la siguiente expresión es dimensionalmente correcta: Hallar x – 3y
23 Física
COLEGIO CEIBOS
F=Bz A− yV x
Siendo F = Presión; B = Fuerza; A = Volumen; V = Longitud.
8. Hallar las dimensiones de K y B en:
F=KvA+m12V 0B
x+cSiendo F = Fuerza; V0, v = Velocidades; A = Área; m = masa; x = distancia.
9. En el Análisis Dimensional, es falso decir que:a. Sirve para calcular las dimensiones de los cuerpos.
b. Se emplea para verificar fórmulas propuestas
c. Se usa para deducir fórmulas
10. La expresión [Z] se lee: _______________________
11. Determina las dimensiones de las siguientes expresiones:
k = Peso / Aceleración
S = Fuerza x Aceleración / Potencia
H = Energía / Presión
N = (Altura x Frecuencia) / Potencia
12. Colocar (V) o falso (F) donde corresponda:
i. Siempre pueden existir dos magnitudes físicas diferentes con igual
fórmula dimensional
ii. La constante matemática p es adimensional.
iii. Dimensionalmente un ángulo y una raíz cuadrada representan lo
mismo.
a. FFF
b. FFV
c. FVV
d. VFV
e. VVF
24 Física
COLEGIO CEIBOS
LOS INSTRUMENTOS DE MEDIDA Y SU RELACIÓN CON EL MEDIO AMBIENTE Y LA SALUD
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN RELACIONADO CON EL MEDIO
AMBIENTE
DIAGRAMA
- Es una caseta de madera cuyas paredes están provistas de celosías, a manera de persianas, que permiten la libre circulación del aire a través de ellas.
- Protege los instrumentos de la intemperie.
- La Organización Mundial Meteorológica (OMM) recomienda que la caseta esté pintada de blanco y esmaltada para reflejar bien la radiación, además, la puerta debe estar orientada al Norte en nuestro hemisferio, para evitar que al realizar las observaciones los rayos solares incidan sobre los instrumentos.
- Su función básica es permitir la medición y el registro de la humedad y la temperatura del aire (máxima y mínima)
- El fondo de la caseta está formado por tablillas traslapadas con un doble piso, impidiendo la transmisión del calor y la luz que se refleja del suelo hacia el interior.
GARITA METEOROLÓGICA
El Termómetro de máxima:- Se utiliza para conocer la temperatura
más alta de cada día.- Se coloca de forma horizontal dentro
de la garita.- Su elemento sensible es el mercurio,
con un estrechamiento en el capilar cerca del bulbo. Cuando aumenta la temperatura el mercurio se dilata y pasa por el estrechamiento hasta alcanzar la temperatura máxima, y al descender la temperatura la
TERMÓMETRO DE MÁXIMA Y MÍNIMA TEMPERATURA
25 Física
COLEGIO CEIBOS
estrangulación impide que el mercurio regrese al bulbo y el termómetro queda marcando la máxima entre los periodos de observación.
El Termómetro de mínima- Se utiliza para conocer la temperatura
más baja de cada día.- Utiliza alcohol en vez de mercurio ya
que alcanza su punto de congelación más rápido (-38,5 ºC).
- En el seno del alcohol se halla un índice de vidrio o esmalte que es arrastrado por la superficie del líquido a medida que éste se contrae cuando baja la temperatura.
- Al elevarse la temperatura el alcohol sube en el tubo, dejando al índice en la posición más baja, la cual indica la temperatura mínima alcanzada.
- Este termómetro también debe colocarse en posición horizontal dentro de la garita.
- Se utilizan para medir la temperatura del suelo (en ºC) a diferentes profundidades (5, 10, 15, 20, 30, 50 y 100 cm).
- Para profundidades de 5, 10 y 20 cm se emplean termómetros de mercurio en tubo de vidrio doblado, en ángulo recto o en otro ángulo apropiado.
- Para profundidades de 50 y 100 cm se aconseja el uso de termómetros suspendidos en el interior de tubos de hierro.
- Solo el bulbo del geotermómetro es enterrado, quedando su escala en la superficie a la vista del observador.
GEOTERMÓMETROS
- Es un instrumento que indica la humedad del aire mediante la comparación de las temperaturas registradas simultáneamente por un termómetro seco y otro húmedo.
- Consiste en dos termómetros
PSICRÓMETRO
26 Física
COLEGIO CEIBOS
de mercurio iguales puestos verticalmente y de un aspirador que va instalado en la parte inferior.
- El bulbo del termómetro húmedo está envuelto en una tela fina (muselina) que es humedecida con agua destilada, mientras que el termómetro seco queda al descubierto.
- El termómetro seco señala la temperatura actual del aire,
- El termómetro húmedo, marca siempre una temperatura inferior debido al efecto que causa el enfriamiento por la evaporación provocada por la corriente de aire generada por el aspirador.
Torricelli se encargó de medir la presión atmosférica, en el siguiente proceso:
a. Llenó con Mercurio un tubo de 1m de longitud, cerrado en un extremo y lo tapó con el dedo.
b. Lo invirtió y lo sumergió en una cubeta con mercurio y retiró el dedo, cuidando que no entrara el aire en el tubo.
c. El mercurio descendió hasta una altura de 76 cm, la parte superior del tubo quedó vacía
(a) (b) (c)
CONVERSIONES1 mm de mercurio = 1.332 hPa1 hPa = 1 milibar (mb)
BARÓMETRO DE MERCURIO (Hg)
Lo que se mide es la altura de una columna de mercurio cuyo peso es compensado por la presión de la atmósfera. Las unidades de la presión atmosférica son:
- Mm de Hg: Milímetros de mercurio.
- Pascal: Pa
27 Física
COLEGIO CEIBOS
1 atmósfera = 1013.25 hPa - Milibar: mb
- Registra continuamente la presión atmosférica en milímetros de mercurio (mm Hg) o en milibares (mb) a través del tiempo.
BARÓGRAFO
- Es un tanque cilíndrico de lámina de hierro galvanizado inoxidable Nº 22, con 121cm de diámetro (1,15 cm2 de área evaporante) y 22,5 cm de profundidad; debe instalarse a 15 cm del suelo sobre un estrado de madera en un suelo con grama.
- Posee un dispositivo para efectuar las mediciones del nivel del agua que consta de un cilindro en reposo de 25 cm de altura y 10 cm de diámetro, donde se encuentra instalado un tornillo micrométrico con capacidad para medir variaciones de 0,01 mm.
- La diferencia de niveles del agua observada, con la ayuda del tornillo micrométrico, y en un lapso de tiempo determinado, da como resultado la lámina evaporada. Como diariamente se realizan lecturas, la diferencia entre dos consecutivas es la evaporación en 24 horas.
TANQUE TIPO “A”
- Se utiliza para medir la velocidad del viento.
- Consta de tres cazoletas o copas cuyas cavidades están dirigidas en el mismo sentido y que por medio de tres brazos horizontales se conectan a un eje vertical de
ANEMÓMETRO
28 Física
COLEGIO CEIBOS
rotación, al que hacen girar cuando sopla el viento.
- Es un instrumento que mide la cantidad de agua caída (lluvia) en un periodo de tiempo.
- Expresa en milímetros (mm) de altura la cantidad de lluvia.
- Está formado por un cilindro hueco (galvanizado) que en su parte superior tiene un embudo receptor (entrada) rematado en una arista viva y que descarga en un deposito interior (vaso medidor) en donde se mide la lluvia caída.
- Las lecturas se hacen cada 24 horas. El pluviómetro debe estar colocado en lugares despejados y su boca debe permanecer horizontal con respecto al suelo y a una altura de 100 cm.
PLUVIÓMETRO
- Son instrumentos de termopilas y fotoceldas de silicio.
- Las fotoceldas de silicio provistas con filtros adecuados permiten obtener mediciones precisas de la radiación fotosintéticamente activa (0.4 - 0.7 um) para luz natural o artificial.
- Los piranómetros de termopilas utilizan una serie de uniones termoeléctricas para proveer una señal típica de varios µV/W/m2, proporcionales a la diferencia de temperatura de la superficie negra absorbente y una referencia.
PIRANÓMETRO
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN RELACIONADO CON LA SALUD
DIAGRAMA
- Aparato que registra gráficamente la intensidad y ritmo de los movimientos del
CARDIOGRAFO
29 Física
COLEGIO CEIBOS
corazón.
- Instrumento utilizado para medir la presión arterial de una persona.
TENSIÓMETRO
- También llamado fonendoscopio, es un aparato acústico usado en la medicina para la auscultación o para oír los sonidos internos del cuerpo.
- Generalmente se usa para la auscultación de sonidos cardiacos o respiratorios.
ESTETOSCOPIO
- Es un equipo de ultrasonido diagnóstico o sonografía.
- Basado en las imagines obtenidas mediante el procesamiento de ecos reflejados.
ECÓGRAFO
CINEMÁTICA
La cinemática es la ciencia que estudia el movimiento de los cuerpos, sin importar las causas que originan dicho movimiento.
30 Física
COLEGIO CEIBOS
Pero un movimiento (un cambio de localización o posición) no tiene ningún sentido sin un sistema de referencia.
Sistema de referencia: Aquel cuerpo o conjunto de cuerpos que utilizamos para referir la posición de un objeto en movimiento. Por ejemplo, para describir el movimiento de los planetas del Sistema Solar utilizamos como sistema de referencia el Sol. El cuerpo que se encuentra en movimiento respecto al sistema de referencia se denomina móvil. Cuando el tamaño del móvil es muy pequeño comparado con el recorrido que realiza, despreciamos sus dimensiones y, entonces, se trata de un móvil puntual.
EJEMPLOS DE SISTEMA DE REFERENCIA
El punto de referencia es el árbol (punto fijo), el inicio del movimiento es cierta distancia del origen (más lejos del árbol).
El piloto en tierra observa el movimiento del avión (Sistema de referencia fijo).
Tanto el barco como la tierra firme son sistemas de referencia aceptables, depende de la situación para escoger el más apropiado.
31 Física
COLEGIO CEIBOS
Elementos del movimiento: Observa las siguientes imágenes e infiere ¿cuáles son los elementos del movimiento? ¿Qué características tienen cada uno?
ELEMENTO CARACTERÍSTICA
Vector posición
( r⃗ )
- Llamado también radio vector.
- Vector trazado desde el origen de coordenadas (sistema de referencia) hasta la posición del móvil.
- Indica la ubicación (posición) exacta del móvil.
32 Física
COLEGIO CEIBOS
Móvil
- Todo cuerpo que realiza movimiento.
Trayectoria
- Es la línea recta que describe el móvil.
- Puede ser rectilínea o curvilínea.
- Dependiendo de la trayectoria hay tipos de movimiento: MRU – MRUV – Caída Libre, Movimiento parabólico y circular.
Espacio
- Es la medida de la longitud de la trayectoria.
- Se puede afirmar que espacio es igual a distancia.
Desplazamiento
- Es el vector que representa el cambio de posición.
- Se traza desde el punto inicial hasta el punto final.
- Se une el punto de partida con el punto de llegada.
33 Física
COLEGIO CEIBOS
Distancia
- Es la medida del desplazamiento.
- En algunos casos no existe desplazamiento, ni distancia recorrida pero si espacio recorrido (cuando el móvil regresa a su posición inicial)e = 24 md = 0 mD⃗= 0 m
Taller N° 6
1. Identifica en esquemas mudos los elementos del movimiento.
34 Física
COLEGIO CEIBOS
2. Desarrolla los siguientes ejercicios.a. Halla el desplazamiento (distancia) si el movimiento da dos vueltas
completas al campo cuadrado. Parte en “A”i. 24 mii. 12iii. 9iv. 0
b. Halla el desplazamiento del recorrido si el móvil parte en “A” y llega a “C”
i. 6 mii. 4iii. 2iv. 0c. Hallar la distancia total recorrida del móvil.
i. 48 mii. 32iii. 16iv. 0
d. Hallar el espacio recorrido por el móvil.i. 45 mii. 40iii. 36iv. 24
VELOCIDAD - RAPIDEZ
Velocidad media:
- Se representa v⃗- Es la relación entre el desplazamiento y el tiempo empelado.- Ecuación:
35 Física
COLEGIO CEIBOS
velocidadmedia=∆ posición∆ tiempo
=desplazamientotiempo
- el vector velocidad media tiene la misma dirección que el vector desplazamiento.
- También se puede expresar en función de las posiciones del móvil, como:
v⃗=∆ x∆ t
=x f−x0t f−t 0
v= ΔxΔt
(ms
). En el SI, por lo tanto la velocidad media o velocidad es
una magnitud vectorial.
Ejemplo: Si un auto viaja hacia el sur y recorre 12000m, tardándole 300 s, calcula la velocidad.
Datos:
d0 = 0 m ; t0 = 0 s
df = 12000m ; tf = 300 s
Rapidez media: Es la razón entre distancia recorrida y tiempo empleado en recorrerla lo llamaremos rapidez media y lo representaremos a través de la siguiente expresión:
v= ΔdΔt
(ms
)
En el SI en la vida cotidiana se mide en
Kmh
. Por lo tanto la rapidez o rapidez media es una magnitud escalar.
Ejemplo:
Si una persona camina 900m, tardándose 50 minutos, calcula su rapidez.
Datos:
d0 = 0 m ; t0 = 0 s
df = 900m ; tf = 50min = 3.000 s
TALLER N° 7
36 Física
Reemplazo: v=12000−0300−0
=12000300
=40ms
Reemplazo: v=900−03 .000−0
=9003.000
=0,3 ms
COLEGIO CEIBOS
1. Lucía en una caminata, recorre los tramos: AB en 15 h, BC en 12 h y CD en 8 h. hallar la rapidez media para el recorrido total.a. 1 Km/hb. 2c. 3d. 4
2. Con una rapidez media de 4 cm/s de una hormiga sigue el camino curvilíneo de A hacia B. Hallar el módulo de la velocidad media.a. 2 cm/sb. 3c. 4d. 5
3. Cuando un automóvil avanza 90 m y retrocede 30 m emplea un tiempo de 60 s, determinar la rapidez y la velocidad media.a. 1 – 3 b. 2 – 1 c. 0 – 1 d. 1 – 4
4. Si la velocidad media es cero, se puede afirmar que:a. No hay movimiento.b. La rapidez media también es cero.c. No hay desplazamiento.d. El espacio recorrido es cero.
MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME – MRU
Es el movimiento más simple y que ocurre con mayor frecuencia en la naturaleza. Este movimiento se caracteriza por poseer una trayectoria __________________ y además su velocidad permanece _____________________. El movimiento será MRU, en ausencia de causas que modifiquen el movimiento.
LEYES DEL MRU
• Primera Ley; también es conocida como la ley de la velocidad. en todo MRU, el módulo de la velocidad es constante, es decir que no varía con el transcurrir del tiempo.
37 Física
COLEGIO CEIBOS
V = cons tan te
• Segunda Ley, También es conocida como la ley del espacio recorrido. En todo MRU, los espacios o distancias recorridas son proporcionales a los tiempos empleados. Se puede deducir:
e t es d .p . a
De ambas leyes se deduce:
e
v t
d onde:
= _______ __________ __= _______ __________ __= _______ __________ __
evt
Luego podemos decir que:
T iempo tra nscurr ido Dista ncia tra nscurr ida
t = 1s
t = 2s
t = 3s
t = 10s
... ...
d = 4m
d = 8m
d = 12m
d = 40m
... ...
Así en 4 segundos, el móvil recorrerá en total 16 metros.
Entonces:
38 Física
COLEGIO CEIBOS
1s
B C D E
1s 1s 1s
4m 4m 4m 4m
Entonces en el MRU, la distancia recorrida por el móvil es directamente proporcional al tiempo empleado.
TALLER N° 8
1. Un automóvil con MRU recorre 16 metros en 4 segundos. ¿A qué velocidad estará viajando dicho automóvil?
2. Un móvil viaja a una velocidad de 8m/s y recorre una distancia de 2 metros. ¿En qué tiempo habrá recorrido dicha distancia?
3. Un niño sale a trotar en las mañanas con MRU, siempre recorre una distancia de 600 metros, demorando media hora en hacerlo. ¿A qué velocidad recorre dicha distancia?
4. Un móvil recorre durante 60 segundos un determinado espacio, y lo hace con una velocidad de 20m/s. Determina el espacio.
5. Un móvil recorre durante 80 segundos un determinado espacio, y lo hace con una velocidad de 10 m/s. Determina el espacio.
6. Un móvil viaja a una velocidad de 8m/s y recorre una distancia de 2 metros. ¿En qué tiempo habrá recorrido dicha distancia?
7. Un móvil con MRU recorre 12m en 3 segundos, ¿qué distancia recorrerá en 6 segundos?
8. Un avión recorre 900m en 12s. Calcula su velocidad en km/h.
9. Un tren tarda 3 minutos para atravesar un túnel de 600 metros. Calcular su velocidad.
10. Una niña recorre 20 metros en 4 segundos. ¿Qué distancia recorrerá en 5 segundos?
11. Una hormiguita logra recorrer en 3 minutos 360 metros. ¿A qué velocidad lo hizo? (la respuesta en cm/s)
39 Física
COLEGIO CEIBOS
12. La tortuga "Rayo Veloz" va a su guarida con una velocidad de 10m/h, si tiene que recorrer un espacio de 5m. ¿Cuánto tiempo demora en hacerlo?
TALLER N° 7.1
Completa correctamente los espacios en blanco, acerca del movimiento
mecánico.
1. Según su ........................., podemos decir que el movimiento se
clasifica en:
*Movimiento rectilíneo
*Movimiento ........................
2. Según su rapidez, podemos decir que el movimiento se clasifica en:
* Movimiento ........................
* Movimiento ........................
3. En la figura se muestra un gato luego de haber saltado desde cierta
altura.
El móvil es ...............................
La trayectoria es .....................
4. En el siguiente cuadro, dibuja un ejemplo de movimiento rectilíneo:
40 Física
COLEGIO CEIBOS
5. En el siguiente cuadro, dibuja un ejemplo de movimiento parabólico:
6. En el siguiente cuadro, dibuja un ejemplo de movimiento
circunferencial.
7. En el siguiente cuadro, dibuja un ejemplo de movimiento elíptico.
41 Física
COLEGIO CEIBOS
8. En el movimiento parabolice, circunferencial y elíptico, la
trayectoria es curvilínea, por eso, estos movimientos se pueden
considerar movimientos............................
9. En el siguiente cuadro, dibuja un ejemplo de movimiento uniforme.
10.En el siguiente cuadro, dibuja un ejemplo de movimiento variado.
11. Señala de color rojo el desplazamiento y de color azul la distancia
del móvil desde "A" hasta "B".
El desplazamiento vale .....................
La distancia es ................................
42 Física
COLEGIO CEIBOS
12. Señala de color rojo el desplazamiento y de color azul el recorrido
del móvil desde "A" hasta "B".
El desplazamiento vale ................
La distancia es ............................
13. Señala de color rojo el desplazamiento y de color azul el recorrido
del móvil desde "A" hasta "B".
El desplazamiento vale ............
La distancia es .......................
14. Señala de color rojo el desplazamiento y de color azul el recorrido
del móvil desde "A" hasta "B".
43 Física
COLEGIO CEIBOS
El desplazamiento vale ....................
La distancia es ....................
15. Señala de color rojo el desplazamiento y de color azul el recorrido
del móvil desde "A" hasta "B".
El desplazamiento vale .............
La distancia es ........................
ENERGÍA MECANICA
A la capacidad de un sistema para realizar trabajo la denominamos energía, su unidad en el SI es el Joule (J) en el SI.
Aquí estudiaremos una forma de energía relacionada con la posición y el movimiento de los objetos, o sea la energía mecánica, que se simboliza EM.
La Energía Mecánica corresponde a la suma de la energía cinética y potencial se puede expresar así:
EM = EC + EP
También se puede anotar así:
EM = K + U
44 Física
COLEGIO CEIBOS
Para que un cuerpo posea energía mecánica bastará con que tenga al menos una de las tres que la conforman.
Ahora recordaremos que cuerpos poseen cada una de estas energías.
Energía cinética: Es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo y la poseen todos los cuerpos que están en movimiento. Y si está en movimiento debe existir una velocidad diferente de cero. Matemáticamente esta energía se puede calcular así:
Ejemplo: Una persona de 60 kg camina hacia su casa a 8 m/s, calcula la energía cinética involucrada en esta situación
Datos:
m = 60 Kg
v = 8 m/s
EC = ?
Ejemplo: Hallar la energía cinética para un cuerpo de 3 kg viajando a razón de 4 m/s.
Solución:
Energía potencial: Es la capacidad para realizar trabajo en función de la altura y la masa. O se produce debida a la posición de un objeto respecto a otro, la tierra o un eje de referencia, es decir debe existir una altura o reparación entre ambos. Matemáticamente esta energía se calcula así.
45 Física
EC =
12⋅m⋅v2
Donde:
EC = E. cinética, se mide en Joule (J) en el SI.
m = masa del cuerpo o partícula, se mide en Kg en el SI
v = velocidad del cuerpo o partícula, se mide
en
ms en el SI.
EC =
12⋅60⋅82=
30 ∙ 64 = 1.920 J
Donde:
EP = E. potencial gravitatoria, se mide en Joule (J) en el SI.
m = masa del cuerpo o partícula, se mide en Kg en ele SI.
COLEGIO CEIBOS
Ejemplo: Determina que ocurre con la EP si la masa disminuye a la sexta parte y la altura se triplica.
Datos:
m =
m6
h = 3h
Ejemplo: Una persona de 70 kg se encuentra parada en reposo en el tercer piso de un edificio, es decir se encuentra a 9 metros de primer piso, calcula la E. potencial gravitatoria de esta situación.
Datos:
m = 70 kg
g = 10 N/kg
h = 9 m
Conservación de la energía mecánica: Si un cuerpo se está moviendo con una cierta rapidez tiene energía cinética, pero si además se encuentra a cierta altura, tiene la capacidad de incrementar esta rapidez, por lo que tiene energía potencial. A la capacidad total de realizar trabajo mecánico la llamaremos energía mecánica.
46 Física
EP=m⋅g⋅h
Donde:
EP = E. potencial gravitatoria, se mide en Joule (J) en el SI.
m = masa del cuerpo o partícula, se mide en Kg en ele SI.
EP=m6⋅g⋅3h=m⋅g⋅h
2 , Es decir La EP disminuye a La mitad
EP=70⋅10⋅9=700⋅9=6 .300J
COLEGIO CEIBOS
La energía mecánica es la suma de la energía cinética y la energía potencial. Cuando varía una de las energías (cinética o potencial) existe también una variación de la otra: si una aumenta, la otra disminuye. Al lanzar un objeto hacia arriba, inicialmente tiene solo energía cinética, pero en el punto más alto la energía cinética es nula, ¿qué sucedió con esta energía? Se transformó en energía potencial y cuando vuelve al punto de lanzamiento, la rapidez con que llega es la misma velocidad con que sale, puesto que la energía potencial se vuelve a transformar en cinética. Si la velocidad inicial es igual a la velocidad final, entonces la energía en estos dos momentos es igual, lo que indica que la energía total del cuerpo es constante.
Por lo tanto, cuando la energía cinética disminuye, la energía potencial aumenta en la misma cantidad.
TALLER N° 8
1. Un cuerpo de 40 kg, se encuentra ubicado sobre la parte más alta de un edificio. Se sabe que cuando se encuentra a 55 metros del suelo su rapidez es de 50 m/s. Encuentra:
a) La energía mecánica del cuerpob) La altura desde la cual cayó el cuerpoc) La rapidez de impacto de este cuerpo en el suelo
2. Una persona de 50Kg se encuentra en el piso 3 de un edificio o sea a 10 metros de la calle, halla la EP de la persona.
3. Calcula cada uno de los datos para completar la siguiente tabla, suponga que no existe roce.
47 Física
Puedes observar que la energía mecánica del joven tiene un valor constante, ya que en cualquiera de los puntos, la suma es 1000 J; por lo tanto, ese es el valor de su
COLEGIO CEIBOS
m (Kg)
v(m /s ) h(m) EC(J) EP(J) EM(J)
12,8 40 60
36 20 48
25 15 15
10 12 0
4. Hallar la energía mecánica del cuerpo de 5 kg al pasar por A y B.
a) 160 J y 250 J
b) 490 J y 200 J
c) 250 J y 490 J
d) 310 J y 490 J
e) 310 J y 20 J
2. En la figura mostrada, halle la energía mecánica del cuerpo de 2 kg al
pasar por A y B.
a) 26 J y 56 J
b) 36 J y 86 J
c) 216 J y 150 J
d) 136 J y 116 J
e) 500 J y 200 J
3. Calcular la energía mecánica del bloque en “A” y “B”. (m = 2 kg)
a) 100 J y 50 J
b) 100 J y 80 J
48 Física
COLEGIO CEIBOS
c) 50 J y 80 J
d) 100 J y 100 J
e) 100 J y 200J
4. En el esquema, se dispara un objeto de masa m = 2 kg con una velocidad de 50 m/s. ¿Cuál será su energía cinética en su punto de altura máxima?
a) 2500 J
b) 800 J
c) 300 J
d) Cero
e) 1600 J
5. Del ejercicio anterior, calcule la energía mecánica en su punto de altura máxima. a) 1250 J
b) 2500 J
c) 2000 J
d) 3000 J
e) 1800 J
6. Determine la energía mecánica para el proyectil de 2 kg cuando alcanza su punto más alto.
a) 100 J
b) 300 J
c) 400 J
d) 600 J
e) 200 J
7. Calcular La energía mecánica de un cuerpo, si su masa es de 6 kg y se encuentra a 2 m con respecto al piso.
49 Física
COLEGIO CEIBOS
a) 420 J
b) 300 J
c) 720 J
d) 500 J
e) 120 J
ENERGÍAS RENOVABLES
La energía siempre ha estado estrechamente ligada con las actividades cotidianas del ser humano, toda vez que el hombre primitivo realizaba sus tareas utilizando primero la energía de su cuerpo. Posteriormente aprendió a domesticar animales y a utilizar su energía para hacer más fáciles sus actividades. Más tarde descubrió otras fuentes de energía y aprendió a usar la del viento para la propulsión de sus barcos de vela, así como aprovechar la energía de las corrientes de agua al construir molinos de granos en los ríos.
Se dice que entre mayor energía posee un cuerpo, mayor será la cantidad de trabajo que puede realizar. Es decir la energía está asociada a la cantidad de trabajo. La Energía se puede definir como la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo.
Clases: Existen varios tipos de energía como son:
Energía solar: se produce y es liberada por el Sol. Es fundamental para la vida en la Tierra. La energía solar llega hasta la tierra en forma de luz y calor.
Energía calorífica: se produce por la combustión del carbón, madera, petróleo, gas natural, gasolina y otros combustibles.
50 Física
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Energía eléctrica: se produce cuando a través de un conductor se logra un movimiento o flujo de electrones; generando luz, calor o magnetismo
Energía química: se produce cuando las sustancias reaccionan entre sí alterando su constitución íntima, como es el caso de la energía obtenida en los explosivos o en pilas eléctricas. La energía química está almacenada en los cuerpos, por lo tanto, es una forma de energía potencial.
Energía hidráulica: se obtiene de la caída del agua desde una cierta altura, hasta un nivel más bajo. Esto provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. De esta forma de energía se puede derivar la hidroelectricidad, que es un recurso natural disponible en aquellas zonas que presentan suficiente cantidad de agua disponible. Actualmente, la energía hidráulica es utilizada para obtener energía eléctrica.
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Energía geotérmica: proviene del centro de la Tierra y se libera como energía calórica. El calor que se libera en este tipo de energía derrite las rocas y además calienta las aguas subterráneas, provocando vapor de agua, el que está a una presión tal, que al hacerlo pasar por un generador es capaz de producir energía eléctrica.
Energía eólica: es aquella producida por el movimiento del aire. Esta forma de energía se utiliza hace muchos años; desde el pasado han existido los molinos de viento conectados con una piedra grande, la que al girar muele y tritura el trigo. Actualmente, la energía eólica se utiliza para obtener agua por bombeo de los pozos, además, permite obtener energía eléctrica.
Energía radiante: se produce por ondas electromagnéticas que se caracterizan por su propagación en el vacío a una velocidad de 300000 km/s.
Energía nuclear: se origina por la energía que mantiene unidas a las partículas en el núcleo de los átomos.
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TALLER N° 9
De acuerdo a la definición identifica el tipo de energía y ubica los nombres en el siguiente crucigrama.
________________________ Energía producida por el movimiento del aire y se aprovecha en los molinos de viento o en los generadores de alta potencia para producir electricidad.
________________________ Energía producida por ondas electromagnéticas que se caracterizan por su propagación en el vació a una velocidad de 300000 km/s.
________________________ Energía que mantiene unidas a las partículas en el núcleo de los átomos.
________________________ Energía que se aprovecha cuando la corriente de agua mueve a un molino o a la caída de agua de una presa mueve una turbina.
________________________ Energía que se produce cuando a través de un conductor se logra un movimiento o flujo de electrones; generando luz, calor o magnetismo.
________________________ Energía que se produce cuando las sustancias reaccionan entre si alternando su constitución intima, como la obtenida en los explosivos o en las pilas eléctricas.
________________________ Energía que se produce por la combustión del carbón, madera, petróleo, gas natural y otros combustibles.
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