Semana del 7 al 10 Febrero 2017

Ideas en la historia acerca de la naturaleza continua y discontinua de la materia: Demócrito, Aristóteles y Newton; aportaciones de Clausius, Maxwell y Boltzmann. BLOQUE III: Un modelo para describir la estructura  de la materia CARACTERÍSTICAS 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, describirlos, explicarlos, simularlos, controlarlos y predecirlos. CARACTERÍSTICAS: *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 científicos 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 siguen teniendo las mismas propiedades entonces podemos decir que la materia discontinua es aquella que una vez llegando al átomo cuando se divide, esta ya no podrá dividirse mas. DEMÓCRITO: 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. ARISTÓTELES: 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 constituida 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.

Semana del 30 Enero al 3 Febrero 2017

Energía Mecánica: Cinética y Potencial

Energía cinética

Capacidad que tiene un cuerpo que se mueve para realizar un trabajo. mecánico.De esta manera le transfiere energía a otro cuerpo, desplazándolo.
La energía cinética siempre tendrá un valor positivo, ya que, no depende de la dirección del movimiento.

En este tipo de energía se relacionan la masa(m) del cuerpo y el cuadrado de la velocidad (v2), por la siguiente fórmula:

                                   Ec= 1/2m·v2


Energía Potencial Gravitatoria

Capacidad para realizar un trabajo en función de la altura y la masa. 
Debido a que esta energía depende de la posición del cuerpo con respecto al centro del planeta, se la llama energía potencial gravitatoria. 

Su fórmula es: 

                                       E_g = m · g · h 

Con lo cual un cuerpo de masa m (kg) situado a una altura h (se da por hecho que existe aceleración gravitatoria, en el caso de la superficie terrestre, es 9,8 m/s²) posee energía. 

Si sobre un cuerpo que está ubicado a una altura hi, actúa una fuerza que lo desplaza hasta una altura hf , su energía potencial experimentará una variación equivalente al trabajo mecánico realizado por la fuerza sobre él. Es decir:

                      ΔEg = W

*La energía potencial no realiza el trabajo directamente, si no que puede convertirse, y es debido a este movimiento que se realiza trabajo.

                                      

Energía potencial elástica

Mientras mayor sea la compresión del resorte, mayor será la velocidad que pueda adquirir el cuerpo que recibe esta energía. 
Para encontrar una expresión que describa la energía potencial asociada con la fuerza que se aplica sobre el resorte, debemos recordar la ley de Hooke (F_R=-k· x) Al determinar el trabajo que se requiere para comprimir (o estirar) el resorte desde su posición de equilibrio hasta una posición arbitraria x, es necesario aplicar una fuerza entre 0 y k · x. Al utilizar el valor que promedio para dicha fuerza, es decir:

 Obtendremos que el trabajo realizado por ella será:

El trabajo realizado se almacena en el resorte comprimido en forma de energía potencial elástica como:

  Donde k es la constante de elasticidad del resorte medida en N/m y x es la elongación del resorte en m.

Energía Cinética y Potenc

Se define como energía la capacidad que tiene un sistema para desarrollar un trabajo. Esta capacidad puede estar dada por posición del sistema o por velocidad de sus masas.

Energía del primer tipo la poseen un trozo de hierro próximo a un imán, una roca elevada sobre el nivel del suelo y una masa situada al extremo de un resorte comprimido. A este tipo de energía se le denomina potencial y acostumbra estar designada por la letra mayúscula U.

La capacidad de producir trabajo debida al movimiento de una masa o de las masas de un sistema de denomina energía cinética.

Imaginemos la caía de un martillo sobre un clavo; justo en el instante antes de producirse el impacto de la cabeza del martillo sobre el clavo, aquél estaba animado de una cierta velocidad. Debido a ella y la masa que posee podrá vencer la fuerza elástica del material en donde se desea hincar el clavo de modo que realice un trabajo.

La relación entre la energía cinética y el trabajo se enuncia en el llamado teorema de las fuerzas vivas el cual afirma que la variación de la energía cinética de un cuerpo es igual al trabajo de las fuerzas exteriores.

Se ha definido la energía potencial de un  sistema como aquella que tiene en virtud de la posición que ocupan sus masas. En este caso su valor será igual al trabajo realizado por las fuerzas exteriores al sistema para llevarlo desde las posiciones de energía nula a las posiciones que ocupan en el instante considerado.

Hay fuerzas que al recorrer un espacio desarrollan un trabajo que no incrementa la energía mecánica del sistema.  A estas fuerzas se las denomina disipativas y constituyen normalmente las fuerzas de rozamiento.

¿Como funciona una montaña rusa?

Sube, baja, acelera, gira, ¡grita! Levanta los brazos, gira, looping, sube, vuelve a bajar... ¿Quién te ha dicho que la física sea aburrida? Una prueba de ello es el funcionamiento de las montañas rusas, y estoy seguro que casi todos nosotros somos aficionados a este divertido juego. Y aunque al comienzo nos de miedo, al final subimos y lo pasamos genial.

En este artículo vamos a conocer cómo funciona una montaña rusa.

Por favor, ajústate bien en el asiento, que vienen curvas.

La energía necesaria

En este artículo puedes descubrir qué es la conservación de la energía, pero ahora vamos a hablar de la energía cinética y la energía potencial, ya que son las encargadas de hacer que nos salte la adrenalina en las montañas rusas.

Pero antes, creo que es conveniente que leas este artículo sobre la fuerza de la gravedad, ya que te ayudará a conocer más el universo y las montañas rusas.

Energía potencial y cinética en la montaña rusa

Imagínate que estás subiendo en una montaña rusa: nos empezamos a mover mediante una cadena que empieza a arrastrar hacia arriba nuestro coche. ¿Ves el cielo? Pues según ganamos altura, vamos ganando también energía potencial: A mayor altura, mayor energía potencial y mayor velocidad de bajada.

Si no se alcanza la suficiente velocidad no superaremos la siguiente subida.

Cuando hemos llegado al punto más alto y tenemos suficiente energía potencial, la fuerza de la gravedad nos atrae hacia el suelo y cuando estamos en el punto más bajo de la montaña rusa, más energía potencial tendremos.

La energía potencial será la que nos ayude a subir de nuevo, la que nos impulsará hacia arriba para volver a tener energía cinética, así sucesivamente.

A continuación se muestra las formulas para la energía correspondiente las cuales dan un producto en la unidad Joule(J).

Ep=mgh                                   Ec=1/2mv^2

  

Donde:

Ep- Energía potencial. 

Ec- Energía cienetica.

m- masa en kg 

v- velocidad en (m/s)^2 

h- altura 

La energía potencial que posee el agua en lo alto del molino se convierte al caer en energía cinética capaz de producir un trabajo. La energía potencial viene definida por el producto del peso de un cuerpo y la altura a la que se encuentra (Ep=mgh); la energía cinética depende de la masa y del cuadrado de la velocidad de que esta dotado el cuerpo, según la relación Ec = 1/2 mv^2.

                                                                                      

Para saber más de las energías cinética y potencial dar click a la manzana ---------------------->

Semana del 23 al 26 Enero 2017

El examen correspondiente a Enero será el próximo Martes 24 Enero.
La guía para el examen es la siguiente:

1.- ¿Cómo  llama la serie  del libro de Astronomía que se encontró en Sanborns Sofía?

2.- ¿De acuerdo al libro de  Sofía, cuáles de los planetas del Sistema Solar son aire?

3.- ¿Cuál es la temperatura más baja que se ha alcanzado?

4.- Menciona por qué han crecido los desiertos y se ha evaporado el agua de mar trayendo como consecuencia  que haya más huracanes  y más inundaciones.

5.- ¿En qué edificio griego famoso se encuentra  la “proporción áurea o razón áurea”?

6.- ¿En cuáles manifestaciones artísticas o qué artistas emplearon la “razón dorada”?

7.- ¿Cuál es la  velocidad de la luz?

8.- ¿Cuánto tiempo le toma a nuestra estrella el Sol, darle la vuelta a la galaxia a la que pertenecemos?

La naturaleza continua y discontinua de la materia

Semana de 9 al 13 Enero 2017

Semana del 12 al 16 Diciembre 2016

GUÍA DE ESTUDIO EXAMEN DICIEMBRE
Mi examen de Ciencias II es el próximo Martes 13 de Diciembre.

Guía para el examen

El examen será, como ya lo habíamos comentado desde el inicio del mes pasado mes,  sobre el libro de lectura "Cartas Astrales" de Julieta Fierro, hasta el capítulo V
Aquí te dejo algunos ejemplos de preguntas sobre el libro.

¿Hace qué tiempo se formó la Tierra?

¿Qué tipo de figura se forma cundo la gente se sienta en un estadio de fútbol?

Menciona dos nombres de matemáticos preferidos de “X”:

¿Cómo se pueden deshacer los nudos  sin romper las cuerdas según  la teoría de nudos?

¿Cómo se llama la teoría en náhuatl  la cual según narra  cómo se  dio inicio  a la evolución del universo?

De acuerdo al cubo  de madera que tiene pintadas todas sus caras de azul y que si se  corta en 27 cubitos iguales, ¿Cuántos cubitos NO tienen  ni una sola cara pintada?

LA ENERGÍA Y SUS TRANSFORMACIONES

La Energía se encuentra en constante transformación, pasando de unas formas a otras. La energía siempre pasa de formas más útiles a formas menos útiles. Por ejemplo, en un volcán la energía interna de las rocas fundidas puede transformarse en energía térmica produciendo gran cantidad de calor; las piedras lanzadas al aire y la lava en movimiento poseen energía mecánica; se produce la combustión de muchos materiales, liberando energía química; etc.

PRINCIPIO CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

El Principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación.

En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Este fenómeno se conoce con el nombre de Principio de conservación de la energía mecánica.

DEGRADACIÓN DE LA ENERGÍA

Unas formas de energía pueden transformarse en otras. En estas transformaciones la energía se degrada, pierde calidad. En toda transformación, parte de la energía se convierte en calor o energía calorífica.

Cualquier tipo de energía puede transformarse íntegramente en calor; pero, éste no puede transformarse íntegramente en otro tipo de energía. Se dice, entonces, que el calor es una forma degradada de energía. Son ejemplos: 

• La energía eléctrica, al pasar por una resistencia.
• La energía química, en la combustión de algunas sustancias.
• La energía mecánica, por choque o rozamiento. 

Se define, por tanto, el Rendimiento como la relación (en % por ciento) entre la energía útil obtenida y la energía aportada en una transformación.

LA ENERGÍA

LA ENERGÍA

Energía es la capacidad de realizar trabajos, fuerzas y movimientos. Solo podemos observar sus efectos, ya que es invisible pero no por eso menos importante, sino todo lo contrario, esta permite que suceda casi todo en el universo: La vida, una luz, una corriente eléctrica, la carrera de un auto, Una llama, Un ruido o el viento. Y obviamente la energía Nuclear. Según La ley de la conservación de la energía esta no se crea ni se destruye, solo se transforma. 

Hay muchos tipos de energías: Energía sintética, Energía lumínica, Energía sonora, Energía Nuclear etc.

La Energía puede manifestarse de diferentes maneras: en forma de movimiento (cinética), de posición (potencial), de calor, de electricidad, de radiaciones electromagnéticas, etc. Según sea el proceso, la energía se denomina: 

· Energía térmica 

· Energía eléctrica

· Energía radiante

· Energía química

· Energía nuclear

ENERGÍA TERMICA

La Energía térmica se debe al movimiento de las partículas que constituyen la materia. Un cuerpo a baja temperatura tendrá menos energía térmica que otro que esté a mayor temperatura. 
Movimiento de las partículas en la materia en estado sólido

Movimiento de las partículas en la materia en estado gaseoso 

La transferencia de energía térmica de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura se denomina calor

ENERGÍA ELÉCTRICA.

La Energía eléctrica es causada por el movimiento de las cargas eléctricas en el interior de los materiales conductores. Esta energía produce, fundamentalmente, 3 efectos: luminoso, térmico y magnético. Ej.: La transportada por la corriente eléctrica en nuestras casas y que se manifiesta al encender una bombilla.

ENERGÍA RADIANTE

La Energía radiante es la que poseen las ondas electromagnéticas como la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioleta (UV), los rayos infrarrojo (IR), etc. La característica principal de esta energía es que se puede propagar en el vacío, sin necesidad de soporte material alguno. Ej.: La energía que proporciona el Sol y que nos llega a la Tierra en forma de luz y calor.

ENERGÍA QUIMICA 

La Energía química es la que se produce en las reacciones químicas. Una pila o una batería poseen este tipo de energía. Ej.: La que posee el carbón y que se manifiesta al quemarlo

LA ENERGÍA NUCLEAR 

La Energía nuclear es la energía almacenada en el núcleo de los átomos y que se libera en las reacciones nucleares de fisión y de fusión, ej.: la energía del uranio, que se manifiesta en los reactores nucleares.

Energía nuclear controlada en una central nuclear - Energía nuclear incontrolada en una bomba atómica

ENERGÍA NUCLEAR DE FISIÓN

La Fisión nuclear consiste en la fragmentación de un núcleo "pesado" (con muchos protones y neutrones) en otros dos núcleos de, aproximadamente, la misma masa, al mismo tiempo que se liberan varios neutrones. Los neutrones que se desprenden en la fisión pueden romper otros núcleos y desencadenar nuevas fisiones en las que se liberan otros neutrones que vuelven a repetir el proceso y así sucesivamente, este proceso se llama reacción en cadena. 

ENERGÍA NUCLEAR DE FUSIÓN

La Fusión nuclear consiste en la unión de varios núcleos "ligeros" (con pocos protones y neutrones) para formar otro más "pesado" y estable, con gran desprendimiento de energía. Para que los núcleos ligeros se unan, hay que vencer las fuerzas de repulsión que hay entre ellos. Por eso, para iniciar este proceso hay que suministrar energía (estos procesos se suelen producir a temperaturas muy elevadas, de millones de ºC, como en las estrellas).

LAS FUENTES DE ENERGÍA

LAS FUENTES DE ENERGÍA

Son los recursos existentes en la naturaleza de los que la humanidad puede obtener energía utilizable en sus actividades.

El origen de casi todas las fuentes de energía es el Sol, que "recarga los depósitos de energía". Las fuentes de energía se clasifican en dos grandes grupos: renovables y no renovables; según sean recursos "ilimitados" o "limitados".

Fuentes De Energía Renovables

FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES

Las Fuentes de energía renovables son aquellas que, tras ser utilizadas, se pueden regenerar de manera natural o artificial. Algunas de estas fuentes renovables están sometidas a ciclos que se mantienen de forma más o menos constante en la naturaleza.

Existen varias fuentes de energía renovables, como son:

• Energía mareomotriz (mareas)
• Energía hidráulica (embalses)
• Energía eólica (viento)
• Energía solar (Sol)
• Energía de la biomasa (vegetación)

Energía Mereomotriz

ENERGÍA MAREOMOTRIZ 

La Energía mareomotriz es la producida por el movimiento de las masas de agua provocado por las subidas y bajadas de las mareas, así como por las olas que se originan en la superficie del mar por la acción del viento.

Ventajas: Es una fuente de energía limpia, sin residuos y casi inagotable.

Inconvenientes: Sólo pueden estar en zonas marítimas, pueden verse afectadas por desastres climatológicos, dependen de la amplitud de las mareas y las instalaciones son grandes y costosas.

Energía Hidráulica

ENERGÍA HIDRÁULICA

La Energía hidráulica es la producida por el agua retenida en embalses o pantanos a gran altura (que posee energía potencial gravitatoria). Si en un momento dado se deja caer hasta un nivel inferior, esta energía se convierte en energía cinética y, posteriormente, en energía eléctrica en la central hidroeléctrica.

Ventajas: Es una fuente de energía limpia, sin residuos y fácil de almacenar. Además, el agua almacenada en embalses situados en lugares altos permite regular el caudal del río.

Inconvenientes: La construcción de centrales hidroeléctricas es costosa y se necesitan grandes tendidos eléctricos. Además, los embalses producen pérdidas de suelo productivo y fauna terrestre debido a la inundación del terreno destinado a ellos. También provocan la disminución del caudal de los ríos y arroyos bajo la presa y alteran la calid