lunes, 24 de junio de 2013

EFECTOS DE LAS FUERZAS EN LA TIERRA Y EL UNIVERSO

GRAVITACIÓN: Fuerza de atracción mutua entre dos masas separadas por una determinada distancia
Todos los objetos son atraídos hacia la Tierra.  La fuerza ejercida por la Tierra sobre los objetos se denomina fuerza de gravedad.  La gravedad es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza.  Nadie realmente conoce exactamente porqué esta fuerza jala los objetos unos hacia los otros.  La masa de los objetos y la distancia entre ellos afectan la magnitud de la fuerza gravitacional.  A mayor masa de los objetos y a menor distancia entre ellos mayor es la intensidad de esa fuerza.  Masas gigantes pueden atraer con mayor fuerza, mientras que a mayor separación las fuerzas se debilitan.
La gravedad de la tierra empuja los objetos hacia el centro de la tierra y a su magnitud se le llama peso del objeto.  Cuando un objeto está en caída libre experimenta una aceleración g que actúa hacia el centro de la Tierra.  Al aplicar la Segunda Ley de Newton ΣF=ma al objeto de masa m en caída libre, con a = g y ΣF = Fg, se obtiene: Fg = mg
La fuerza de gravedad trabaja en la masa del objeto para determinar el peso de ese objeto.  La masa de un objeto es la medida del material que hace ese objeto.  La gravedad que jala ese objeto empujándolo hacia el centro de la Tierra, es el peso del objeto.  El peso cambia según el objeto se aleja de la Tierra y de planeta a planeta.  La masa no cambia, ya que el peso  varía con la ubicación geográfica.  Por tanto el peso, a diferencia de la masa, no es una propiedad inherente de un cuerpo. 
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.
Basándose en los trabajos realizados por Kepler sobre los movimientos planetarios. Isaac Newton expresó la naturaleza de las interacciones gravitatorias en una fórmula que indica el valor de la fuerza que engendran dichas interacciones:
En esta expresión, conocida como ley de la gravitación universal, F es la fuerza gravitatoria, m1 y m2 las masas que intervienen en la interacción gravitatoria, r la distancia que las separa y G un factor de proporcionalidad conocido como constante de gravitación universal
Al pensador inglés Isaac Newton (1642-1727) se le considera el fundador de la física moderna. Sus trabajos y descripciones sobre mecánica, gravitación, óptica y métodos matemáticos de la ciencia tuvieron una influencia decisiva en el avance científico de la civilización occidental.

miércoles, 19 de junio de 2013

Tema 3.- Energía y movimiento.

Energía mecánica: La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas y hace referencia a las energías cinética y potencial.
Energía cinética: se define como la energía asociada al movimiento o energía de movimiento, cuyo nombre indica se debe al movimiento de un cuerpo y que depende de la masa y velocidad.
Energía potencial: Se debe a la altura a la cual se ha elevado un cuerpo y es igual a la masa del cuerpo multiplicada por la gravedad y por la altura a la que se encuentra desde un centro de referencia
Por otra parte como se ha mencionado, la energía mecánica es la suma entre la energía potencial cinética.
EM = EP + EC
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).
La ley de la conservación de la energía afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado  permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un calefactor.
El principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye; solo 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 aunque existe un cierto nivel de degradación. En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la sume de las energías cinéticas y potencial permanece constante. Este fenómeno se conoce como el Principio de conservación de la energía.





lunes, 17 de junio de 2013

Tema 2: Estructura de la materia a partir del modelo cinético de partículas.

Tema 2: Estructura de la materia a partir del modelo cinético de partículas. 



MATERIA.- Es todo aquello que tiene masa y que ocupa un lugar en el espacio.



PROPIEDADES GENERALES DE LA MATERIA: Son aquellas que no permiten diferenciar unas sustancias de otras. 



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PROPIEDADES ESPECÍFICAS DE LA MATERIA: Son aquellas que son propias de cada sustancia. 



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El principio de pascal quiere decir que el incremento de la presión aplicada a una superficie de un fluido (liquido), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada uno de las partes del mismo. Por ejemplo se puede  usar una jeringa tapada por su extremo y perforada por varias partes (que sean de poco diámetro por ejemplo del tamaño de una aguja) de modo que cuando se empuje el embolo, un chorro de agua que estuviere contenida en dicha jeringa salga por cada orificio.
Dicho chorro saldría con la misma fuerza por todos lados.

R: El calor es una forma de energía que se transmite de unos cuerpos a otros y hace que aumente su temperatura.Cuando se produce una transferencia de Calor, se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura.Se denomina dilatación térmica al aumento de longitudvolumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al aumentode temperatura que se provoca en él por cualquier medio. La contracción térmica es la disminución de propiedades métricas por disminución de la misma.

Conducción térmica
La conducción es una transferencia de calor entre los cuerpos sólidos.

Los átomos o moléculas del extremo calentado por la llama, adquieren una mayor energía de agitación, la cual se trasmite de un átomo a otro, sin que estas partículas sufran ningún cambio de posición, aumentando entonces, la temperatura de esta región.  Este proceso continúa a lo largo de la barra y después de cierto tiempo, la persona que sostiene el otro extremo percibirá una elevación de temperatura en ese lugar.
Existen conductores térmicos, como los metales, que son buenos conductores del calor, mientras que existen sustancias, como plumavit, corcho, aire, madera,  hielo, lana, papel, etc., que son malos conductores térmicos (aislantes).

Convección térmica

Cuando un recipiente con agua se calienta, la capa de agua que está en el fondo recibe mayor calor (por el calor que se ha trasmitido por conducción a través de la cacerola); esto provoca que el volumen aumente y, por lo tanto, disminuya su densidad, provocando que esta capa de agua caliente se desplace hacia la parte superior del recipiente y parte del agua más fría baje hacia el fondo.Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, es casi seguro que se producirá unmovimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otra por un proceso llamado convección.
El proceso prosigue, con una circulación continua de masas de agua más caliente hacia arriba, y de masas de agua más fría hacia abajo, movimientos que se denominan corrientes de convección.  Así, el calor que se trasmite por conducción a las capas inferiores, se va distribuyendo por convección a toda la masa del líquido
Radiación térmica

La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción y la convección: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un vacío.
Los procesos de convección y de conducción sólo pueden ocurrir cuando hay un medio material a través del cual se pueda transferir el calor, mientras que la radiación puede ocurrir en el vacío.
Si se tiene un cuerpo caliente en el interior de una campana de vidrio sin aire, y se coloca un termómetro en el exterior de la campana, se observará una elevación de la temperatura, lo cual indica que existe una trasmisión de calor a través del vacío que hay entre el cuerpo caliente y el exterior.La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción y la convección: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un vacío.





domingo, 16 de junio de 2013

Tema 1: Los modelos en la ciencia.

-CARACTERÍSTICAS E IMPORTANCIA EN LOS MODELOS DE LA CIENCIA.
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 (osea, la causa por la que se hace el modelo).
* El modelo, también tiene que servir para ilustrar una actividad de experimentación.

-Ideas en la historia acecrca de la naturaleza continua y discontinua de la materia: Democrito, Aristoteles y Newton; aporaciones de Clausius, Maxwell y Boltzmann.
se fueron descubriendo nuevos elementos, la Química se enriqueció y avanzó rápidamente, ya que se empezaron a reconocer las regularidades entre ellos y fue posible clasificarlos en una tabla que resume sus propiedades.
Posteriormente, en su afán de conocer de qué están hechas las sustancias, los científicos de finales del siglo XIX y de principios del siglo XX descubrieron que por medio de la electricidad y distintos tipos de radiaciones podían lograr que los fenómenos observados dieran evidencias de cómo es y cómo se comporta la materia.
Veremos que cuando se pudieron contar los átomos y las moléculas, se pudo determinar qué cantidades de sustancia se obtienen a partir de las reacciones, y predecir su comportamiento físico y químico.

Hace unos 2 400 años, en la antigua Grecia, los filósofos se hacían numerosas preguntas sobre la naturaleza de la materia que formaba las cosas. Demócrito estaba convencido de que la materia la formaron partículas muy pequeñas, que no se podían dividir, a las que llamó átomos. Aristóteles, el filósofo más influyente desde sus días hasta el Renacimiento, sostenía que no existían tales partículas, que lo que había en común entre las cosas del Universo eran los cuatro elementos: aire, fuego, tierra y agua, y esta idea se impuso durante 2 200 años, pero las ideas de Demócrito no fueron del todo olvidadas durante este periodo.

miércoles, 12 de junio de 2013

Tema 3. Energia calorifica y sus transformaciones.

-Transformación de la energía calorífica:

La energía calorifica es la que se transfiere en forma de calor. El calor se transmite entre cuerpos que se encuentran a distinta temperatura y que se ponen en contacto. Se dice que se alcanza el equilibrio térmico cuando la temperatura de ambos se iguala. Su unidad de medida es la caloría
La luz del sol llega a la Tierra, sus rayos son energía, veamos la transformación de la energía calorífica. La energía calorífica es la manifestación de la energía en forma de calor, esta energía se puede transmitir de un cuerpo a otro por radiación, conducción y convección.
La energía calorífica del sol nos llega a través de las radiaciones solares, esta energía se puede transformar en energía eléctrica gracias a distintos procesos desarrollados como los paneles solares, el problema es que esta tecnología todavía no está completamente desarrollada.

-Equilibrio termico:


El equilibrio térmico es aquel estado en el cual se igualan las temperaturas de dos cuerpos, las cuales, en sus condiciones iniciales presentaban diferentes temperaturas. Una vez que las temperaturas se equiparan se suspende el flujo de calor, llegando ambos cuerpos al mencionado equilibrio término.
El de equilibrio térmico es un concepto que forma parte de la termodinámica, la rama de la física que se ocupa de describir los estados de equilibrio a un nivel macroscópico.
Cuando dos cuerpos a distinta temperatura, se ponen en contacto térmico, intercambiarán energía hasta que ambos alcancen el equilibrio térmico. Equilibrio significa que aunque los dos cuerpos puedan intercambiar energía a nivel microscópico, dicho intercambio tiene lugar en ambas direcciones, no habiendo en promedio intercambio neto en ninguna de las dos.

-Transferencia de calor; del cuerpo de mayor a menor temperatura:

La transferencia de calor es el proceso en el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación.
-Principio de la conservacion de la energia:

La energía del sistema no cambiará, se «conservará».
Una situación especialmente interesante sucede cuando no se realiza trabajo exterior sobre el sistema, es decir, o no se ejercen fuerzas exteriores o, si se ejercen sobre alguna parte del sistema, su punto de aplicación no se desplaza o lo hace perpendicularmente a la fuerza, de manera que su trabajo es nulo. En este caso, el sistema podrá cambiar de estado, pero de manera que no cambie su energía mecánica.

-Implicaciones de la obtencion y aprovechamiento de la energia en las actividades humanas:

Una nueva revolución científica está ocurriendo en la ciencia y la tecnología. Esta revolución está originada en el desarrollo reciente de las capacidades para medir, manipular y organizarla materia en la nano-escala (de 1 a 100 mil millonésimas parte de un metro, es decir, un nanómetro es 10−9 metro). En la nano-escala, la física, la química, la biología, la ciencia de los materiales y la ingeniería convergen hacia los mismos principios y herramientas. Es por esto que se espera que la investigación en la nano-ciencia tenga un fuerte impacto en la humanidad.
Las fuentes de energía no renovables son aquellas que se agotan, ya que existe una cantidad limitada en la Tierra y no se van renovando al mismo tiempo que se consumen. las fuentes de energia son indespensables para nuestra vida diaria.
Las fuentes de energía renovables son:
Solar: La que nos llega a través de los rayos solares.
Eólica: Producida por el viento.
Biomasa: Restos orgánicos procedentes de animales y vegetales.
Mareomotriz: La producida por la fuerza de las mareas. 
Hidráulica: La energía del agua en movimiento. Es la más usada. 
Geotérmica: Producida por el calor del interior de la Tierra.
Las fuentes de energía no renovables son:
Carbón  
Petróleo: Procedente de la descomposición de materia orgánica de hace millones de años.
Gas natural: Se produce junto al petróleo.
Nuclear: Produce electricidad a partir del uranio. Los riegos de contaminación radioactiva hacen que sea una energía muy polémica y sus instalaciones están sometidas a grandes controles de seguridad.


TEMA 1: Explicación de los fenómenos eléctricos: el modelo atómico.

BLOQUE V: MANIFESTACIONES DE LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA.


TEMA 1: Explicación de los fenómenos eléctricos: el modelo atómico.


Thomson; creía que el electrón era el componente universal de la materia y fue el primero en sugerir una teoría sobre la estructura interna del átomo. 
Rutherford; después del descubrimiento de que el átomo estaba formado por partículas positivas y negativas, la siguiente cuestión a resolver fue ¿cómo están organizadas estas partículas? Él creó el primer modelo precursor de la concepción actual.
Bohr: Postuló que los electrones que circulan en los átomos obedecen a las leyes de la mecánica cuántica.
Los electrones tienes órbitas dinámicas elipsoides y no necesariamente alrededor del núcleo. Los electrones se mueven sobre un eje de simetría que puede ser móvil en funcion de los juegos de fuerzas elásticas existentes. Los electrones saltan entre órbitas de la  estructura del átomo y de movimiento de nubes en electrones. Los electrones pueden formar enlaces convalecentes, iónicos o metálicos
PROTON: es una partícula subatómica con una carga eléctrica de una unidad fundamental positiva.
NEUTRON:  Partícula subátomica que tiene una carga eléctrica elemental negativa  Forma, junto con los protones, los núcleos atómicos. Fuera del núcleo atómico es inestable y tiene una vida media de unos 15 minutos emitiendo un electrón y un antineutrino para convertirse en un protón. Su masa es muy similar a la del protón.
ELECTRON:  Forma, junto con los protones, los núcleos atómicos. Fuera del núcleo atómico es inestable y tiene una vida media de unos 15 minutos emitiendo un electrón y un antineutrino para convertirse en un protón. Su masa es muy similar a la del protón. 
La materia contiene dos tipos de carga eléctrica, positiva y negativa, si frotas dos objetos, uno adquiere un exceso de carga negativa  y el otro adquiere un exceso de carga positiva, dos objetos con carga negativa se repelen en cambio un objeto con carga positiva también se repelen pero un éste atraerá un objeto con carga.
Materiales aislantes son los que no conducen la electricidad en cambio, los materiales conductores permiten el paso de la electricidad a través de ellos.



viernes, 7 de junio de 2013

Los fenomenos electromagneticos y su importancia.

-DESCUBRIMIENTO DE LA INDUCCION ELECTROMAGNETICA: EXPERIMENTOS DE OERSTED Y FARADAY:
En 1820 Hans Oersted movió una brújula cerca de un cable que conducía corriente eléctrica y notó que la aguja se movía hasta quedar en una posición perpendicular a la dirección del cable. Esto fue el nacimiento del electromagnetismo.
En ese ambiente científico pronto surgiría la idea inversa de producir corrientes eléctricas mediante campos magnéticos. Algunos físicos famosos y otros menos conocidos estuvieron cerca de demostrar experimentalmente que también la naturaleza apostaba por tan atractiva idea. Pero fue Faraday el primero en precisar en qué condiciones podía ser observado semejante fenómeno.
-La inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el tiempo. Faraday descubrió que la inducción electromagnética  puede ser agrupada en dos categorías: experiencias con corrientes y experiencias con imanes. 
La representación del campo magnético en forma de líneas de fuerza permitió a Faraday encontrar una explicación intuitiva para este tipo de fenómenos.
-El electroiman y aplicaciones del electromagnetismo:
el electroiman es un tipo particular de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente.
su efecto se consigue mediante el contacto de dos metales; uno en estado neutro y otro formado por un cable enrollado sobre el primero y atravesado por dicha corriente.
El tipo más simple de electroimán es un simple trozo de alambre enrollado formando una bobina. Una bobina con forma de tubo recto de dos formas (parecido a un tornillo) se llama solenoide, y cuando además se curva de forma que los extremos coincidan se denomina toroide. Pueden producirse campos magnéticos mucho más fuertes si se sitúa un «núcleo» de material
paramagnético o ferromagnético (normalmente hierro dulce) dentro de la bobina.

-Las aplicaciones del electromagnetismo:
  • Electroimán se utiliza en los timbres, para separar latas y clavos en vertederos y en manipulación de
  • planchas metálicas.
  • Relé se utiliza en interruptores y conmutadores.
  • Alternador máquina que sirve para generar corriente
  • Dínamo se utilizan para obtener corriente continua en los carros.
  • Transformador, sirve para transportar la energía
  • Aparatos de medida para magnitudes eléctricas.

  • -Composicion y descomposicion de la luz blanca:
    La luz blanca es la suma de las vibraciones electromagnéticas con longitudes de onda de 350 a 750 nanómetros, se forma por saltos de los electrones en los orbitales de los átomos. La luz es partícula y onda, Newton logró descomponerla en sus colores espectrales por medio de un prisma. 
    En el arcoiris se descompone la luz blanca en sus distintos colores. 
    La luz se refleja y por eso podemos ver incluso a los objetos que no emiten luz propia.
    La luz se comporta como materia y como onda. La energía del Sol llega a la Tierra en forma de ondas. La óptica estudia el comportamiento de la luz. La luz viaja en línea recta por eso nuestros ojos perciben las imágenes de forma invertida.
     
    -CARACTERISTICAS DE ESPECTRO ELECTROMAGNETICO Y ESPECTRO VISIBLE: VELOCIDAD, FRECUENCIA, LONGITUD DE ONDA Y SU RELACION CON LA ENERGIA.
    -El espectro electromagnético (o simplemente espectro):
    es el rango de todas las radiaciones electromagnéricas posibles. El espectro de un objeto es la distribución característica de la radiación electromagnética de ese objeto.
    se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo.
    -El espectro visible:
    se le llama asi al conjunto de colores que van superpuestos que van desde el violeta hasta el rojo, y esta gama de colores del arco iris recibe el nombre de espectro visible.
    Se denomina espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir.
    -Velocidad:
    La velocidad en la teoría del entrenamiento define la capacidad de movimiento de una extremidad o de parte del sistema de palancas del cuerpo, o de todo el cuerpo con la mayor velocidad posible.
    La velocidad se mide en metros por segundo.
    -Frecuencia:
    es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.
    -La longitud de una onda:
     es el período espacial o la distancia que hay de pulso a pulso. Normalmente se consideran 2 puntos consecutivos que poseen la misma fase: 2 máximos, 2 mínimos, 2 cruces por cero. Por ejemplo, la distancia recorrida por la luz azul (que viaja a 299.792.458 m/s) durante el tiempo transcurrido entre 2 máximos consecutivos de su campo eléctrico o magnético, es la longitud de onda de esa luz azul.

    LA LUZ COMO ONDA Y PARTICULA:
    Cuando se intenta medir el campo electromagnético (el aspecto de onda de la luz) de un fotón, que es la partícula de la luz, se plantea una gran dificultad, puesto que el fotón es un cuanto (un paquete) de energía electromagnética, explican los investigadores de la Universidad de Nueva York en Stony Brook y de la Universidad de Oregón.