Mi examen de Ciencias II es el próximo Martes 29 Diciembre
Guía para el examen
El examen será, como ya lo habíamos comentado desde el inicio de mes, sobre el libro de lectura "Cartas Astrales" de Julieta Fierro, hasta la página 54 capítulo IV.
Aquí te dejo algunos ejemplos de preguntas sobre el libro.
¿Qué quiere ser Sofía o qué quiere estudiar?
Indica cómo se puede
escribir el número 29 como la suma de los
cuadrados de dos números:
¿A cuál museo llevaron a visitar a Sofía de la escuela?
Según la lectura,
¿En dónde se encuentra la estrella
34662-T21?
( ) ¿Cómo se calcula la fuerza de
atracción que existe entre dos cuerpos
de acuerdo con la ley de gravitación universal?
a)La suma de la masa de los cuerpos, dividida entre el cuadrado de la distancia que los separa.
b)La resta de la masa de los cuerpos, dividida entre el cuadrado de
la distancia que los separa.
c)La multiplicación de la masa
de los cuerpos, dividida entre el cuadrado de la distancia que los
separa.
d)La suma de las masas de los
cuerpos, dividida entre el cuadrado de la distancia que los separa
¿Qué sucede con la fuerza de gravedad de los planetas que se alejan unos de
otros?
3.3 Principio de la conservación de la energía.
Te dejo este video para que realices el molino de agua y el experimento de las pelotas que desafían al Principio de conservación de la energía. Tráelos a la escuela para ayudarte en tu calificación del mes.
• Energía mecánica: cinética y potencial Te dejo los siguientes videos sobre energía potencial y su conservación para que los hagas y ganes participaciones. Suerte!
Haz clik en el siguiente enlace para ver las diferentes formas d energía.
Antes de entrar a explicar la energía cinética y potencial, empezaremos haciendo un breve resumen de lo que es la energía en general.
¿Que es la Energía?
La energía es la propiedad o capacidad que tienen los cuerpos y sustancias para producir transformaciones a su alrededor. Durante las transformaciones la energía se intercambia mediante dos mecanismos: en forma de trabajo o en forma de calor.
Esta energía se degrada (convierte) y se conserva en cada transformación, perdiendo capacidad de realizar nuevas transformaciones, pero la energía no puede ser creada ni destruida, sólo transformada, por lo que la suma de todas las energías en el universo es siempre constante. Un objeto perderá energía en una transformación, pero esa pérdida de energía irá a parar a otro sitio, por ejemplo se puede transformar en calor.
En definitiva la energía es la capacidad de realizar cambios o trabajo. Un ejemplo, si un coche se mueve es por que tiene energía, que se la proporciona la gasolina cuando la quemamos en el motor, por eso se mueve. ¡La gasolina tiene energía!, energía que transformamos para que se mueva el coche.
Explicación de los Cambios o Energía Como ves en ejemplo la energía de la gasolina se ha transformado en movimiento en el coche, no se ha perdido, se ha transformado. Una parte de esa energía se habrá perdido en forma de calor y de rozamiento del coche con el asfalto. El computo total de energía= movimiento coche + calor + rozamiento será igual a la energía que tenía la gasolina. Por eso podemos decir que:
"La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma"
Una vez que la gasolina ha perdido su energía, esta, ha pasado al coche y al aire en forma de calor. Como ves aunque la gasolina ya no tenga energía, esa energía solo se ha transformado, no se ha destruido.
La energía se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo.
La energía está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica.
En física, energía es la capacidad que tiene un cuerpo para producir trabajo, o también, la fuerza que produce un trabajo.
La energía se pude presentar en la naturaleza de diferentes formas transformables entre sí: energía térmica, mecánica, química, eléctrica, nuclear y electromagnética entre otras.
Por ejemplo la energía eólica es la energía contenida en una corriente de aire, y que es capaz de soplar la vela de un barco o de mover las aspas de un aerogenerador, generando trabajo.
En física hay un tipo de energía muy importante, la energía mecánica, también conocida como energía motriz o del movimiento y es la energía que mueve todo: los coches, el viento, las olas o los planetas...
Pero este tipo de energía es la suma de otras dos: la energía potencial y la energía cinética, que son las que estudiaremos aquí.
Em = Ep + Ec All final veremos más sobre este tipo de energia y como se calcula.
¿Como Medimos la Energía?
La unidad en el sistema internacional es el Julio, en honor de James P.Joule.
Cuando hablamos de energía calorífica se suele utilizar la caloría. Una caloría es la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado la temperatura de un gramo de agua. 1 Julio = 0,24calorias.
Para expresar múltiplos de estas unidades se utilizan los prefijos Kilo (K), que equivale a 1000 unidades; Mega (M), que equivale a 1.000.000 de unidades, etc.
Energía Cinética
Es la energía que poseen los cuerpos que están en movimiento. Un coche si está parado y lo ponemos en movimiento, quiere decir que ha adquirido una energía de algún sitio y que se ha transformado en movimiento. Esta energía que tiene ahora es una energía potencial o de movimiento.
Los cuerpo adquieren energía cinética al ser acelerados por acción de fuerzas, o lo que es lo mismo, cuando se realiza un trabajo sobre ellos.
Para calcular la energía cinética de un cuerpo (siempre estará en movimiento) será:
Donde "m" es la masa del cuerpo, objeto o sustancia expresada en Kilogramos y "v" su velocidad en metros/segundo. Si ponemos la masa y la velocidad en estas unidades el resultado nos dará la energía en Julios.
Ejercicio: Calcula la energía cinética de un coche de 860 kg que se mueve a 50 km/h.
Primero pasaremos los 50Km/h a m/s ===> 13,9m/s. Ahora es bien fácil, solo hay que aplicar la fórmula:
Ec = 1/2 860Kg x 13,92m/s = 83.000Julios
Energia Potencial
Se dice que un objeto tiene energía cuando está en movimiento, pero también puede tener energía potencial, que es la energía asociada con la posición del objeto.
A diferencia de la energía cinética, que era de un único tipo, existen 3 tipos de energía potencial: potencial gravitatoria, potencial elástica y potencias eléctrica.
Energía Potencial Gravitatoria
Es la que se poseen los objetos por estar situados a una cierta altura. Si colocas una ladrillo a 1 metro de altura y lo sueltas, el ladrillo caerá al suelo, esto quiere decir que al subirlo a 1 metros el ladrillo adquirió energía. Esta energía realmente es debido a que todos los cuerpos de la tierra estamos sometidos a la fuerza gravitatoria. Si lo colocamos a 2 metros el ladrillo habrá adquirido más energía que a 1 metro, es decir depende de la posición del ladrillo, por eso es energía potencial.
¿Cómo calculamos la energía potencial? Pues es muy sencillo, solo hay que aplicar la siguiente fórmula:
Donde "m" es la masa en Kilogramos, "g" el valor de la gravedad (9,8m/s2 ) y "h" la altura a la que se encuentra
expresada en metros. Con estas unidades el resultado nos dará en Julios.
Fíjate que si el cuerpo se encuentra en el suelo (superficie terrestre) h=0, su energía potencial gravitatoria será 0 Julios.
Un ejemplo más de este tipo de energía sería una catarata. El agua en la parte de arriba tiene la posibilidad de realizar trabajo al caer, por eso decimos que tiene energía, más concretamente energía potencial.
¿Qué pasa cuando el agua cae? Pues que va adquiriendo velocidad y perdiendo altura, es decir va adquiriendo energía cinética y perdiendo energía potencial. Justo cuando el agua llega a la parte de abajo toda la energía potencial que tenía se habrá transformado en energía cinética (velocidad) que podrá desarrollar un trabajo al golpear en las palas de la central hidráulica.
Como ves la energía cinética y la potencial gravitatoria, muchas veces, están relacionadas:
Ejercicio: ¿Qué energía potencial tiene un ascensor de 800 Kg en la parte superior de un edificio, a 380 m sobre el suelo? Suponga que la energía potencial en el suelo es 0.
Se tiene el valor de la altura y la masa del ascensor. De la definición de la energía potencial gravitatoria:
Es la energía que se libera cuando un muelle o un resorte que estaba comprimido, se suelta. La energía que tendrá dependerá de la deformación sufrida por el muelle, más deformación quiere decir más energía. Esta energía se puede utilizar para desarrollar trabajo, por ejemplo para impulsar una pelota.
¿Cómo calculamos la energía potencial elástica? Usamos la siguiente fórmula:
Donde "K" es una constante elástica característica de cada muelle medida en N/m (newtons partido por metros) y "x" es la longitud que adquiere el muelle o el desplazamiento o deformación desde la posición normal medido en metros (estiramiento del muelle). Con estas unidades el resultado será en Julios.
Ejercicio: Una fuerza de 540 N estira cierto resorte una distancia de 0.150 m ¿Qué energía potencial tiene el resorte cuando una masa de 60 Kg cuelga verticalmente de él?
Solución:
Para conocer la energía potencial elástica almacenada en el resorte, se debe conocer la constante de fuerza del resorte y su deformación causada por el peso de la masa de 60 Kg.
Una fuerza de 540 N estira el resorte hasta 0.150 m. La constante de fuerza es:
k = Fe / x = 540 N / 0.150 m = 3600 N / m.
Luego, la deformación x del resorte causada por el peso del bloque es:
x = Fe / k = (m*g) / k
x = ((60 Kg)*(9.8 m/s^2)) / (3600 N/m) = 0.163 m
La energía potencial elástica almacenada en el resorte es:
Epel = 1/2 * (3600 N/m) * (0.163 m)^2 = 47.82 J
Energia Potencial Electrica
Si tenemos un objeto con un potencial eléctrico (tensión) y está dentro de un campo eléctrico. Concretamente la definición sería: Energía potencial eléctrica de una carga, en un punto de un campo eléctrico, es el trabajo que realiza el campo eléctrico cuando la carga se traslada desde ese punto al infinito.
Fíjate en la siguiente imagen. Tenemos una carga dentro de un campo eléctrico. Si el campo eléctrico es cero, la carga no se moverá, ahora en el momento que conectemos la pila, se activará el campo eléctrico y la carga se moverá, es decir el campo ha proporcionado energía a la carga, esta es la energía potencial eléctrica.
Un objeto puede tener energía potencial eléctrico en virtud de dos elementos clave: su propia carga eléctrica y su posición relativa a otros objetos cargados eléctricamente.
Un ejemplo: una carga ejercerá una fuerza sobre cualquier otra carga y la energía potencial surge del conjunto de cargas. Por ejemplo, si fijamos en cualquier punto del espacio una carga positiva Q, cualquier otra carga positiva que se traiga a su cercanía, experimentará una fuerza de repulsión y por lo tanto tendrá energía potencial.
En la imagen también vemos la fórmula de la Energía Potencial Eléctrica.
Resumiendo, es la que esta en la pila, o en la batería, o en el mismo enchufe y que al ser utilizada se transforma en energía eléctrica.
En electricidad, normalmente es mas conveniente usar la energía potencial eléctrica por unidad de carga, llamado potencial eléctrico, voltaje o tensión.
Esta fórmula dice que la energía potencial es positiva cuando las cargas tienen el mismo signo (se repelen) y negativa cuando tienen signos opuestos (se atraen, y se dice que el sistema está ligado).
Ejercicio: Dos cargas q1 y q2 de -5mC y -3mC se encuentran separadas en el vacío una distancia de 50 cm. Posteriormente la distancia es de 1 m. Sabiendo que q1 está fija y q2 es móvil, calcular la energía potencial inicial y final de q2.
Energía Mecánica
Como ya sabemos es la suma de la cinética y la potencial. En cualquier sistema para calcular la energía mecánica solo tendríamos que calcularlas por separado y al final sumarlas. Fíjate en la imagen siguiente.
Cuando está arriba parado solo tiene energía potencial gravitatoria. Cuando empieza ha descender, como en la imagen, empieza a ganar velocidad y por tanto energía cinética y a perder potencial porque pierde altura. En un punto como en el que está en la figura, ya empezó a descender, tendrá una energía cinética y una potencial, es decir tiene una energía mecánica, que será la suma de las dos como ya vimos:
• Aportación de Newton a la ciencia: explicación
del movimiento en la Tierra y en el Universo.
La astronomía es una de las ciencias mas antiguas. Esto, en parte, porque los ciclos astronómicos de los astros permitían a las culturas antiguas, como la egipcia y la babilónica, elaborar calendarios que organizaran la vida de sus sociedades y registrar eventos importantes.
Tal fue la influencia de los astros, que surge la astrología para explicar las fatalidades y oportunidades de la existencia humana a partir de su posición. En la actualidad, aún persiste el interés de los hombre por encontrar sentido a su existencia por medio de los astros; los horóscopos que se incluyen en el periódico son una muestra de ello. Sin embargo, la astrología no es una ciencia y el interés de antaño por la observación se ha perdido para ser reemplazado por la necesidad de describir el movimiento de satélites artificiales o aeronaves.
Modelo Geocéntrico de Ptolomeo
Años después, Ptolomeo ideo un modelo mas simple, el cual suponía que los planetas se movían en círculos cuyos centros giraban alrededor de la tierra. Este modelo se adaptaba bien a las creencias religiosas de la época; por lo tanto, prácticamente estuvo vigente durante 13 siglos. Sin embargo, pese al largo tiempo que perduró, no permaneció estático, sino que se le fueron realizando modificaciones, ocasionando que también terminara complicándose demasiado.
Luego de este periodo. en el siglo XVI, el astrónomo polaco Nicolás Copérnico presento un modelo mas sencillo que sustituyo al de Tolomeo. Este modelo, el Sol esta en reposo y los planetas giran al rededor de él, a lo cual se le llamó teoría heliocéntrica.
Modelo heliocéntrico plantea como centro al Sol.
Diagrama que muestra la órbita elíptica de la Tierra.
Diagrama que muestra el área recorrida por el radio.
Teoría de las mareas
Las tres leyes de Newton junto con la ley de la gravitación universal tuvieron un gran impacto porque cambiaron por completo la forma de concebir la física y la astronomía. Estas leyes permitieron determinar la masa de los planetas de forma muy sencilla sin más que conocer su periodo orbital y su distancia media al sol. Isaac Newton realizó también varios estudios del comportamiento de las mareas y calculó la altura de éstas según la fecha del mes, la estación del año y la latitud. La explicación que dio Newton es la que se acepta actualmente.
Naturaleza de la luz
Explicar la composición de la luz ha sido uno de los grandes enigmas de la ciencia a lo largo de la historia. En la antigua Grecia se creía que la luz estaba formada de pequeñas partículas que eran las que constituían los rayos luminosos. Newton apoya esta idea y postula que la luz está constituida por corpúsculos lanzados a gran velocidad por los cuerpos emisores de luz y que no son ondas, como defendían sus contemporáneos. Desarrolla un estudio detallado y preciso de los fenómenos de reflexión, refracción y dispersión de la luz.
Durante muchos años sus teorías acerca de la naturaleza corpuscular de la luz fueron desacreditadas a favor de la teoría ondulatoria. Sin embargo, con el desarrollo de la mecánica cuántica en el siglo XX se llega a la conclusión de que la luz tiene una naturaleza dual, es decir, algunos fenómenos se explican considerándola como onda y otros como partícula. Teoría del color
Aunque durante miles de años muchos pensadores y científicos habían intentado dar una explicación a lo orígenes del arco iris, Isaac Newton fue el primero en dar con ella.
Descubrió que la luz procedente del sol (la luz blanca) se puede descomponer en colores. Lo probó haciéndola pasar por un prisma de cristal y mostrando cómo se separa en los distintos colores. A continuación, colocó otro prisma tras ese haz multicolor recién formado que convirtió la luz de colores de nuevo en luz blanca. Demostró de una manera muy sencilla que los colores no los creaba el prisma, que era lo que se creía entonces.
Newton también se dio cuenta de que, al igual que los prismas, muchos materiales también eran capaces de refractar la luz, entre ellos el agua. Y afirmó que la refracción y reflexión de la luz blanca en las gotitas de lluvia son las responsables de la formación del arco iris. Gracias a Newton sabemos que para que veamos un arcoiris ha de haber una correcta disposición entre el sol, las nubes y nosotros, que tenemos que estar en el lugar apropiado mirando desde el ángulo correcto.
Primer telescopio reflector En la época de Newton los telescopios que usaban los astrónomos eran telescopios refractores, es decir, utilizaban diferentes juegos de prismas y lentes para obtener una imagen amplificada de los objetos lejanos. A Newton no le convencían estos telescopios debido a sus aberraciones cromáticas, por lo que fabricó uno que utilizaba espejos parabólicos a fin de evitar este problema.
Aunque un científico escocés, James Gregory, ya había considerado la idea de utilizar espejos en vez de lentes, fue Newton el primero que lo construyó con éxito. La mayoría de los telescopios que se utilizan en la actualidad son reflectores, muy similares al primer telescopio obra de Newton hace ya más de tres siglos.
Forma de la Tierra
Su desarrollo del cálculo diferencial le ofreció a Newton la posibilidad de estudiar superficies curvas y movimientos curvilíneos. De los muchos cálculos que realizó me gustaría destacar uno que echa por Tierra las tesis de Galileo y Copérnico, científicos que defendían que la superficie de la Tierra era una esfera perfecta. Newton calculó la distancia al centro de la Tierra desde varios puntos del Ecuador y también desde Londres y París. Si la Tierra fuera esférica todos los valores deberían coincidir, lo que no ocurría, lo que le llevó a concluir a Newton que la Tierra está achatada por los polos.
Velocidad del sonido Newton defendía que la propagación del sonido a través de cualquier fluido depende sólo de las propiedades físicas del fluido, como son la densidad y la elasticidad, y no de la intensidad ni de la frecuencia del sonido.
Publicó una fórmula aproximada para calcular la velocidad del sonido en el aire (igual a la raíz cuadrada de la presión entre la densidad), que nos da un valor de 280 m/s, un 16% más bajo que el valor experimental. En la actualidad se utiliza una fórmula similar a la de Newton pero que introduce factores correctores que dependen del tipo de fluido. Haz tu Disco Newton, llévalo a la clase y te ganas participaciones
Te dejo el siguiente link para que puedas hacer los experimentos que puedas y ganar participaciones.
