lunes, 15 de enero de 2018

Semana del 15 a 19 Enero 2018

BLOQUE III: Un modelo para describir la estructura de la materia


CARACTERISTICAS DE LOS MODELOS EN LA CIENCIA


¿QUÉ ES UN MODELO?

Representación abstracta, conceptual, gráfica, visual, física o matemática de fenómenos, sistemas o procesos con el fin u objetivo de analizarlos, descrbirlos, explicarlos, simularlos, controlarlos y pedecirlos.

CARACTERISTICAS:

*El modelo en la ciencia, es un objeto que ayuda a comprender mejor lo que se investiga, para que sea más fácil, observarlo e investigarlo.

* El modelo representa una teoría de la realidad, tratando de hacer ver, lo que comprende al fenómeno para poderlo estudiar.
* La dimensión de un modelo, es importante para su visibilidad ver mejor los detalles, problemas o causas que se necesitan investigar.

* El modelo, también tiene que servir para ilustrar una actividad de experimentación.


IMPORTANCIA:

Como ya sabemos los modelos son representaciones estructurales; así que podemos decir que tienen mucha importancia ya que a través de estos se intenta explicar los sucesos o fenómenos en la vida para un mejor entendimiento así como también poder predecir su efecto o acción.

MATERIA CONTINUA Y DISCONTINUA

UN POCO DE HISTORIA

Desde la antigüedad los cietíficos debatían acerca de la naturaleza de la materia: ¿los cuerpos estaban constituidos de un material continuo o estaban formados por pequeños ladrillos de material? Los defensores de la primera corriente sostenían que la materia era continua y que no había espacios vacíos. Según ellos, una manzana se podría dividir tantas veces como se quisiera y siempre tendríamos un trozo de manzana. Sus opositores eran los atomistas que sostenían que llegado cierto tamaño, la materia ya no sería divisible. Según los atomistas, al dividir un trozo de manzana una y otra vez, llegaríamos a dividir un trozo que ya no tendría las características de la manzana sino que sería uno de esos elementos que forman parte de todos los materiales. Y estos elementos serían indivisibles.


MATERIA CONTINUA:

Se dice que la materia es continua cuando al dividirla en partes cada vez mas pequeñas estas no cambiaran sus propiedades.
Materia que puede dividirse sin límite hasta quedar en partes cada vez más pequeñas.

MATERIA DISCONTINUA:

Si la materia continua dice que al dividirse en trozos mas pequeños estos isguen teniendo las mismas propiedades entonces podemos decir que la materia discontinua es aquella que una vez llegando al atómo cuando se divide, esta ya no podra dividirse mas.



DEMOCRITO:

Filósofo griego, defensor de la corriente atomista. Probablemente discípulo de Lucipo, también atomista. Sostenía que todo el material estaba hecho del mismo elemento y que las diferencias entre las distintas sustancias se debían al tamaño y distribución de esos átomos en cada cuerpo. También propuso que la luz era una emanación de átomos que llevaban la imagen del cuerpo iluminado. 
Para él los átomos eran indivisibles y eternos. Por eso sostenía que no había muerte ni nacimiento sino transformaciones, uniones y separaciones de átomos.


ARISTOTELES:

Aristóteles creía que toda la materia existente en el universo estaba compuesta por cuatro elementos básicos: tierra, agua, fuego y aire. Estos elementos sufrían la acción de la gravedad que son la tendencia de la tierra y del agua a hundirse y la ligereza que es la tendencia del aire y del fuego a ascender.

También creía que la materia era continua, es decir, que cualquier clase de materia podía dividirse sin límite hasta quedar en partes cada vez más pequeñas. Sin embargo, algunos sabios griegos como Demócrito, sostenían que la materia era discontinua  y que estaba constituída por átomos.

NEWTON:

Newton decía que la materia era también en sí misma, por sí misma, desde sí misma, independiente del Tiempo y del Espacio Absolutos. Todo cuerpo por tener materia, tenía masa inercial; pero también tenía masa gravitacional.
Newton creyó además que la Materia era continua y que el Cosmos era infinito, con infinitud de astros, desplegados en el Espacio y en el Tiempo Absolutos. Un Universo regido por una única ley: la Gravitación Universal.


APORTACIONES DE CLAUSIUS:

formuló la ley que le hizo mundialmente famoso, conocida hoy en día como el segundo principio de la termodinámica: "El calor no puede pasar nunca por sí mismo de un cuerpo más frío a otro más caliente".
Este principio, también llamado principio de la entropía, concepto que él mismo introdujo y definió un poco más tarde, en 1865, y que afirma: en la práctica técnica el proceso de paso del calor de un cuerpo a una temperatura superior a otro que está a una temperatura más baja, no puede realizarse de manera inversa sin que se produzcan como consecuencia de ello modificaciones permanentes en el entorno. De ello se deduce que la energía liberada cuando la temperatura desciende de una valor "Ta" a otro "Tb" no se transforma completamente en energía mecánica, el rendimiento energético de esta transformación es como máximo de 1-Tb/Ta. Así se solucionaba un problema latente entre los científicos de su tiempo, que teorizaban sobre si era posible o no convertir totalmente la energía calorífica en trabajo.


APORTACIONES DE MAXWELL:

Maxwell fue un brillante científico y su primer gran aporte a la ciencia fue la descripción de la naturaleza de los anillos de Saturno.
Investigó sobre la visión de los colores, los principios de la termodinámica e incluso acerca de la elasticidad.
También estudió el calor y el movimiento de los gases, para formular la teoría cinética de los gases de Maxwell-Boltzmann, que muestra la relación entre temperatura, calor y movimiento molecular. Además introdujo las ideas estadísticas en la mecánica clásica.


APORTACIONES DE BOLTZMAN:

Físico austriaco cuyas aportaciones en el campo de la teoría cinética de gases marcaron el desarrollo posterior de diversos campos de la Física. Su novedosa aplicación de métodos probabilísticos a la mecánica permitió una fundamentación teórica de las leyes fenomenológicas de la termodinámica y marcó el camino para el desarrollo posterior de la termodinámica del no equilibrio.
















Instrucciones: Realiza la siguiente lectura y al finalizar, lee cuidadosamente, reflexiona y contesta las preguntas que se encuentran en la parte de abajo, hazlo en tu libreta.
Uno de los objetivos fundamentales de la Física y la QuímiIca es explicar las propiedades de la materia por medio de un modelo o teoría.

El modelo nos da una descripción microscópica en contraste con la descripción macroscópica que se obtiene por medio de los sentidos.
El modelo que explica los estados de agregación y los cambios de estado es el MOLECULAR.
Sólo si pensamos que la materia esta compuesta de pequeñas partículas, a las que nombramos moléculas, explicaremos de manera sencilla y lógica no sólo las propiedades de forma y volumen sino todas las propiedades.

Según éste modelo de materia, todo lo que vemos está formado por unas partículas muy pequeñas, que son invisibles aún a los mejores microscopios y que se llaman moléculas. Las moléculas están en continuo movimiento y entre ellas existen fuerza atractivas, llamadas fuerzas de cohesión. Las moléculas al estar en movimiento, se encuentran a una cierta distancia unas de otras. Entre las moléculas hay espacio vacío.

Pero sin embargo ¿cómo una misma sustancia puede presentar aspectos tan distintos como cuando se encuentra en estado sólido, líquido o gaseoso?.

Si las partículas son iguales la única explicación es que en cada estado las partículas se disponen de manera diferente.
Las partículas de los sólidos se encuentran muy próximas, y las fuerzas de atracción entre ellas son muy intensas, su único movimiento es el de vibración.

Las partículas de los líquidos vibran y forman conglomerados que se desplazan unos respecto a otros.

 Las partículas de los gases se encuentran muy separadas entre sí, y se mueven a grandes velocidades, prácticamente libres de fuerzas de atracción.
PREGUNTAS:
  1. ¿Que podemos explicar gracias al modelo cinético molecular?
  2. Según este modelo ¿de que esta formada la materia y que caracteristicas tiene eso que la forma?
  3. ¿que hay entre cada molécula?
  4. Según la lectura, ¿cómo son las fuerzas de cohesión y el movimiento en cada estado de agregación?
 Te dejo este prezi sobre la naturaleza continua y discontinua de la materia. http://prezi.com/dig-xwdqrfdd/naturaleza-continua-y-discontinua-de-la-materia-antecedentes-historicos/#

A continuación te dejo este video para que entiendas mejor la teoría cinético molecular en gases.




jueves, 4 de enero de 2018

Semana del 8 al 15 Enero 2018


La energía y el movimiento

• Principio de la conservación de la energía.


En 1847, el físico, James Prescott Joule enuncia el Principio de Conservación de la energía.
El Principio de Conservación de la energía expresa que "la energía no se crea ni  se destruye, se transforma".
Esto quiere decir, que la energía puede transformarse de una forma a otra, pero la cantidad total de energía siempre permanece constante.
Por ejemplo:
Estando en la máxima altura en reposo una pelota solo posee energía potencial gravitatoria. Su energía cinética es igual a 0 J.
Una ves que comienza a rodar su velocidad aumenta por lo que su energía cinética aumenta pero, pierde altura por lo que su  energía potencial gravitatoria disminuye. 
Finalmente al llegar a la base de la pendiente su velocidad es máxima por lo que su energía cinética es máxima pero, se encuentra a una altura  igual a 0 m por lo que su energía potencial gravitatoria es igual a 0 J. 
FIGURA 3-4  La energía potencial gravitatoria que posee la pelota, debido a la altura a la que se encuentra, empieza a transformarse en energía cinética al comenzar a moverse la pelota. 








TAREA para entregar el Jueves 12 Enero

1 Se deja caer un objeto de masa 5 kg desde una altura de 20m . calcula
a) la energía mecánica inicial
b)velocidad del objeto al llegar al suelo.


2 Se lanza desde el suelo , verticalmente hacia arriba un objeto de masa 10 Kg  con una velocidad inicial de 30 m/s . Calcula
a) la energía mecánica inicial
b )la altura máxima que alcanza el objeto.




3 Se dispara una piedra verticalmente hacia arriba con una velocidad de 20 m/s. Calcular
a) Altura máxima
b) Altura a la que se encuentra cuando su v= 6m/s


4. Ruth Beitia Oro en río 2016
Ruth Beitia ganó el oro en salto de altura en las olimpiadas de Río del 2016 . Si ganó con un salto de 1,97 metros y su masa es de 72 Kg , Calcular la velocidad con que llegó a saltar , suponiendo que se conserva la energía mecánica en el salto ver 


domingo, 10 de diciembre de 2017

Semana del 11 al 15 Diciembre 2017

La energía y el movimiento
3.2 Transformaciones de la energía cinética y potencial.
Interpreta esquemas del cambio de la energía cinética y potencial en movimientos de caída libre
del entorno.

Interpreta esquemas del cambio de la energía cinética y potencial en movimientos de
caída libre del entorno.
Te dejo un enlace para que veas la relación entre las energías cinética y potencial.










Ejemplos explicados sobre la transformación de energía:

1. La energía solar se transforma en energía eléctrica mediante el uso de fotoceldas.
2. La energía eólica (aire en movimiento) se transforma en energía eléctrica, mediante molinos de viento con generadores de electricidad.
3. La energía eólica se convierte en energía mecánica, por medio de aspas que son movidas por el viento, y 
accionan mecanismos que mueven molinos de piedra, para la molienda.
4. La energía eléctrica se transforma en energía luminosa y calor cuando se utiliza en un foco.
5. La energía de combustión, contenida en el combustible de una vela (cera o parafina), se convierte en energía luminosa y en calor.
6. La energía calorífica del carbón se convierte en energía cinética cuando mueve un tren, tras el calentamiento y ebullición del vapor de agua, que mueve los pistones del mecanismo, es decir el calor “mueve” al tren al 
transformarse energía cinética.
7. La energía cinética se convierte en energía potencial cuando se cambia la altura de un objeto en un medio con gravedad.8. La energía potencial se convierte en energía cinética cuando se deja caer un cuerpo en un campo gravitacional.               9. La energía mareomotriz (aprovechamiento de las mareas), se convierte en energía eléctrica mediante dínamos.                                                                            10. La energía térmica de los combustibles fósiles se transforma en energía cinética mediante su combustión en un motor para mover un vehículo.                                  11. La energía contenida en el gas licuado de petróleo (como el de los tanques de gas caseros), se transforma en calor (energía calorífica), al encenderlo por ejemplo para calentar agua.




















domingo, 3 de diciembre de 2017

Semana del 4 al 8 Diciembre 2017

• Energía mecánica: cinética y potencial

CINÉTICA Y POTENCIAL

 La energía es una magnitud física que se muestra en múltiples manifestaciones. Definida como la capacidad de realizar trabajo y relacionada con el calor (transferencia de energía), se percibe fundamentalmente en forma de energía cinética, asociada al movimiento, y potencial, que depende sólo de la posición o el estado del sistema involucrado.

La energía mecánica es la suma de la energía Potencial y la Cinética.
EM = Ep + Ec

ENERGIA CINETICA

El trabajo realizado por fuerzas que ejercen su acción sobre un cuerpo o sistema en movimiento se expresa como la variación de una cantidad llamada energía cinética, cuya fórmula viene dada por:

Ec = ½.m.v2


 Energía cinética



El producto de la masa m de una partícula por el cuadrado de la velocidad v se denomina también fuerza viva, por lo que la expresión anterior se conoce como teorema de la energía cinética o de las Fuerzas Vivas.
La energía cinética de un cuerpo está determinada por la velocidad que tenga este y su masa.
 

ENERGIA POTENCIAL

Todo cuerpo sometido a la acción de un campo gravitatorio posee una energía potencial gravitatoria, que depende sólo de la posición del cuerpo y que puede transformarse fácilmente en energía cinética.
Un ejemplo clásico de energía potencial gravitatoria es un cuerpo situado a una cierta altura h sobre la superficie terrestre. El valor de la energía potencial gravitatoria vendría entonces dado por:

Ep = m.g.h

siendo m la masa del cuerpo y g la aceleración de la gravedad.
Si se deja caer el cuerpo, adquiere velocidad y, con ello, energía cinética, al tiempo que va perdiendo altura y su energía potencial gravitatoria disminuye.
 La energía potencial está vinculada a la posición de los cuerpos. 


Energía potencial gravitatoria


Energía potencial elástica

Por otra parte, como se ha mencionado, la energía mecánica es la suma de la energía cinética y la potencial.Este valor siempre es constante en sistemas conservativos, es decir donde hay ausencia de fuerzas externas como podrían ser las fuerzas de rozamiento.
Por lo tanto, si la energía potencial disminuye, la energía cinética aumentara. De la misma manera si la cinética disminuye, la energía potencial aumentara.

La unidad más usada de energía es el joule (J).
Cuando estamos en presencia de fuerzas no conservativas como la fuerza de roce o rozamiento, esta realizaun trabajo en contra del desplazamiento de un cuerpo. Este trabajo es igual a dicha fuerza multiplicada por la distancia.
W fr = Fr . d
A su vez la Fr es igual a:
Fr = μ . N
μ = coeficiente de roce (son números que oscilan entre 0 y 1 y carecen de unidad)
N = Fuerza Normal
El trabajo que realiza este tipo de fuerzas hace que disminuya la energía mecánica del sistema. Es decir, va en detrimento de la energía mecánica inicial. Dicho de otra manera. La variación de la energía mecánica de un sistema es igual al trabajo de la fuerza de roce.
EMa – EMb = WFr     
                                                           




Evidencia de proyecto


Te dejo los siguientes videos para que hagas los experimentos y los presentes en clase y ganes participaciones









Haz clik en el siguiente enlace para ver las diferentes formas d energía.

viernes, 24 de noviembre de 2017

Semana del 27 al 30 Noviembre 2017

Efectos de las fuerzas en la Tierra y en el Universo
Gravitación. Representación gráfica de la atracción gravitacional. Relación con caída libre y peso.

La gravedad es una de las cuatro interacciones fundamentales origina la aceleración que experimenta un cuerpo físico en las cercanías de un objeto astronómico también se denomina interacción gravitatoria o gravitación, Llamamos interacción gravitatoria o fuerza de la gravedad a la atracción entre masas (cuerpos).La gravedad es una fuerza básica en el universo, es la que nos mantiene sujetos al planeta Tierra, la que mantiene unida la propia materia de la Tierra y no permite que la Tierra se despedace ni que la atmósfera se escape, la que mantiene unida la materia que forma el Sol y las demás estrellas, la que hace que el Sistema Solar no se disgregue, la que permite que existan galaxias y que las galaxias se unan en cúmulos de galaxias. Posee características atractivas, mientras que la denominada energía oscura tendría características de fuerza gravitacional repulsiva, causando la acelerada expansión del universo. La gravedad es lo que da unidad y cohesión al cosmos, es ciertamente una de las fuerzas más fundamentales en el universo. Por ello vamos a estudiarla con detenimiento.


TEMA 2: Efectos de las fuerzas de la tierra y en el universo.


Gravitación. Representación gráfica de la atracción gravitacional.  Relación con caída libre y peso.
·         Gravitación
es un fenómeno con el cual todos los objetos con masa se atraen entre sí. La física moderna describe la gravitación usando la Teoría General de la Relatividad, pero la ley de gravitación universal de Isaac Newton (mucho más simple) da una aproximación excelente en muchos casos. La gravitación es una de las pocas fuerzas a larga distancia, es lo que modifica el peso de los cuerpos, un ejemplo claro es la marea alta que se produce por la atracción gravitatoria de la luna.

Es la fuerza de atracción mutua que experimentan los cuerpos por el hecho de tener una masa determinada la existencia de dicha fuerza fue establecida por Newton en el Siglo XVII un ejemplo de esto es a caída libre




·        Representación gráfica de la atracción gravitacional

Campo gravitatorio: es un campo de fuerzas que representa la gravedad en si en un espacio a una masa (M) el espacio alrededor de M adquiere ciertas características.

¿Qué es la atracción gravitacional?

La atracción gravitatoria es la consecuencia de la interacción de dos masas en una distancia especifica. Las grandes masas producen un efecto gravitatorio sobre las pequeñas, es así como un cuerpo celeste como el sol, es capaz de atraer y mantener con la ayuda de la fuerza de la inercia a los cuerpos celestes que tengan menor masa en un cierto radio de distancia. Al incrementar la distancia la fuerza de la gravedad va disminuyendo hasta que no permite sentir sus efectos, pero nuevamente estos tienen que ver con la relación de las masas. De la misma manera que un astronauta al salir del campo gravitacional de la tierra deja de sentir sus efectos.





F = G m M / d^2 ,


Donde G es la constante gravitacional, m y M son masas, y d es la distancia que separa a los cuerpos.



Atracción gravitacional.


·         Relación con caída libre y peso

Caída libre: Se conoce como caída libre cuando desde cierta altura un cuerpo se deja caer para permitir que la fuerza de la gravedad actue sobre el, en el Vacío todos los cuerpos tienden a caer al mismo tiempo, Movimiento Uniformemente Acelerado (MUA)

                           








Peso: El peso, en física, es la medida de la fuerza que ejerce la gravedad sobre la masa de un cuerpo. Normalmente, se considera respecto de la fuerza de gravedad terrestre.
El peso depende de la intensidad del campo gravitatorio, de la posición relativa de los cuerpos y de la masa de los mismos.
En las proximidades de la Tierra, todos los objetos son atraídos por el campo gravitatorio terrestre, siendo sometidos a una fuerza constante, que es el peso, imprimiéndoles un movimiento de aceleración, si no hay otras circunstancias que lo impidan

Peso


La relacion entre caída libre y peso es la gravedad; La causa de la aceleración de la caída libre fue encontrada por Newton Quien establecio en su ley de Gravitacion Universal a (que recibe el nombre de ley de la gravitación universal), afirma que la fuerza de atracción que experimentan dos cuerpos dotados de masa es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa (ley de la inversa del cuadrado de la distancia).

·         Relación entre caída libre y peso

Aportación de Newton a la ciencia: explicación del movimiento en la tierra y en el universo.

Newton declaro “Todo sucede como si la materia atrajera a la materia con una fuerza que es proporcional a las masas e inversamente proporcional a la distancia que las separa”
Newton explico como se comportan los cuerpos ante la gravedad ¿Cómo es que las estrellas no se precipitan  hacia un centro en común  si no que por el contrario permanecen sin ningún apoyo? La respuesta de esta pregunta es muy fácil, las estrellas se atraen mutuamente y así no se mueven tanto
En los estudios y conocimientos sobre astronomía y mecánica de los cuerpos celestes compendiados durante la época copernicana sustentó el inglés Isaac Newton una teoría global sobre la gravitación y el movimiento de los objetos y sistemas materiales. En sus principios básicos, esta teoría mantiene su vigencia en la física moderna, aun cuando haya sido matizada por las aportaciones de la mecánica cuántica y relativista.
Interacción gravitatoria
Para explicar la naturaleza de los movimientos celestes y planetarios, el científico y pensador inglés Isaac Newton (1642-1727) estableció que todos los cuerpos materiales dotados de masa se ejercen mutuamente fuerzas de atracción debidas a un fenómeno conocido como interacción gravitatoria.
Las fuerzas gravitatorias, que se ejercen por ejemplo el Sol y la Tierra, se caracterizan porque:
La dirección de la fuerza es la de la recta que une los dos cuerpos afectados, el que la crea y el que la recibe.
El sentido de la fuerza se dirige hacia la masa que crea la interacción gravitatoria.
El módulo es directamente proporcional a las masas que intervienen en la interacción gravitatoria e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
Las fuerzas debidas a la interacción gravitatoria son siempre atractivas.










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